Pressemelding

Sukkerkappe rundt hjerneceller bevarer langtidsminner

Vår evne til å bevare minner i lang tid og gjerne livet ut er en grunnleggende egenskap, men det har vært et mysterium hvordan dette er mulig. Nå har norske forskere for første gang påvist at strukturer på utsiden av hjernecellene er avgjørende for langtidsminner.

http://www.pnas.org/content/early/2017/12/21/1713530115

Bildet viser et perinevralt nett (i grønt) som omslutter en nervecelle. Credit: Kristian K. Lensjø (C) UiO
Bildet viser et perinevralt nett (i grønt) som omslutter en nervecelle (rødt). Credit: Kristian K. Lensjø (C) UiO

Forskere ved Centre for Integrative Neuroplasticity (CINPLA) ved Universitetet i Oslo har undersøkt sukkerholdige proteinstrukturer som danner et nett rundt nerveceller og stabiliserer kontaktpunktene til andre hjerneceller. I arbeidet som er publisert i siste utgave av det prestisjetunge tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences viser forskerne at når slike strukturer –  såkalte perinevrale nett – brytes ned, forsvinner langtidsminnene.

Flere hypoteser har vært lansert for hvordan minner kan lagres lenge, og de fleste studier til nå har fokusert på hva som skjer inne i nervecellene. Perinevrale nett derimot, er festet på utsiden av cellen og pakker rundt nerveceller. Når minner dannes må kontaktene mellom nerveceller forsterkes og stabiliseres for at minnet skal bevares, og studier tyder på at de perinevrale nettene stabiliserer kontaktene mellom nerveceller. Det kan derfor tenkes at nettene har en viktig rolle i forvaringen av minner.

For å teste dette utførte forskerne ved CINPLA et eksperiment hvor rotter lærte å assosiere et lysblink med en ubehagelig hendelse. Denne typen læring skaper et svært robust og varig minne. Etter læringen ble rottene delt inn i to grupper; én hvor de perinevrale nettene ble fjernet, mens den andre gruppen utgjorde en kontrollgruppe og hadde intakte nett.

Overraskende sterk effekt

Forskerne fjernet de perinevrale nettene fra et lite område av synshjernebarken, den sekundære synshjernebarken, ettersom dette området er viktig for slik minnelagring. Når så rottene skulle hente frem minnet én måned senere, viste det seg at gruppen uten perinevrale nett hadde glemt det de hadde lært. Dette forsøket viser for første gang at perinevrale nett, altså kappene utenpå hjernecellene, er essensielle for å bevare minner fra så langt tilbake.

– Fordi vi bare fjernet en struktur på utsiden av nervecellene, og som egentlig ikke hadde noe med nervesignalene å gjøre, var vi overrasket over hvor sterk effekten var i de første eksperimentene, sier Elise Holter Thompson, en av artikkelens hovedforfattere.

– Vi forventet å se en effekt av å fjerne nettene. Men fordi tidligere studier har fokusert på deres rolle i utvikling og læring, og ikke minnelagring, var det overraskende og utrolig interessant å se at minnet faktisk var borte, tilføyer hun.

For å undersøke om effekten var knyttet til andre deler av hukommelsesprosessen, testet forskerne også dyrenes læring og korttidsminner. Her fant de at minnet var intakt selv om nettene var borte, og dermed at effekten var selektiv for eldre minner.

– De perinevrale nettene er svært stabile strukturer, og derfor kan de bidra til å stabilisere minner slik at de kan lagres lenge. Men når et minne er nytt, trengs ikke slike stabiliserende faktorer, sier Kristian K. Lensjø, som er delt hovedforfatter i arbeidet.

Forståelsen for hvordan minner går fra å være korttidsminner til å bli stabile langtidsminner har kommet langt, men vi mangler fortsatt kunnskap om prosessene som er med på å bevare minner over virkelig lang tid som over år.

Nye muligheter for fremtidige medisiner

– Denne forskningen er et viktig steg i retning av å forstå hvilke komponenter som trengs for å lagre minner livet ut, sier CINPLA-prosjektets leder Marianne Fyhn.

– For å kunne forstå sykdommer som demens og Alzheimers sykdom, der hukommelsen svikter og minnene ødelegges, trenger vi mer kunnskap om hvordan disse prosessene foregår i den friske hjernen. Studier som dette, hvor vi har funnet at molekyler vi ikke tidligere har tenkt på kanskje er viktig i hukommelsesprosesser, gjør at det kanskje også åpner seg nye mål for fremtidige medisiner, oppsummerer Fyhn.

Kontaktinformasjon:

Marianne Fyhn: +47 95 75 35 42

marianne.fyhn@ibv.uio.no

e.h.thompson@ibv.uio.no

kristian.lensjo@ibv.uio.no

Publication: Elise H. Thompson, Kristian K. Lensjø, Mattis B. Wigestrand, Anders Malthe-Sørenssen, Torkel Hafting, Marianne Fyhn (2017)  Removal of perineuronal nets disrupts recall of a remote fear memory. Proceedings of the National Academy of Sciences. 

By hafting
Published Dec. 26, 2017 11:14 PM - Last modified Dec. 26, 2017 11:40 PM