המתג שמפעיל את הזיכרון

הדגמה מעשית ראשונה לשימוש בטכניקות של הנדסה גנטית לצורך השפעה על יכולת הלמידה והזיכרון הודגמה באחרונה על ידי צוות מדענים מפרינסטון. הדגמה זו, שנכללה בין עשר פריצות הדרך המדעיות של השנה לפי הדירוג של כתב העת המדעי "סיינס", התבטאה בהעשרה מלאכותית של תאי המוח ב"מתגים מולקולריים" החיוניים ללמידה. תפקידם של "מתגים" ייחודיים אלה בתהליכי הלמידה והזיכרון הובהר בעבר, לראשונה, בידי פרופ' ידין דודאי ותלמידיו מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון.

 

מחקריו של פרופ' דודאי התמקדו בחקר תהליכי הלמידה והזיכרון בעיקר באזור המוח שבו מעובדים, נלמדים ומאוחזרים אותות המקודדים תחושות של טעם וריח. ממחקרים אלה עלה, כי בעת שתאי המוח לומדים להכיר תחושה חדשה הם משנים את מצביהם של "מתגים מולקולריים" המוצגים על קרומיהם. מתגים אלה, הקרויים בקיצור NR2B, הם, למעשה, יחידות משנה, חלבון אחד מתוך אחדים, המרכיבים קולטן הקושר את המתווך העצבי גלוטמט. מתברר שבתהליך הלמידה, משנה ה- NR2B את מצבו, ובכך הוא "משפעל" את הקולטן לאורך זמן וגורם לו להיות "להוט" יותר למלא את תפקידו, ולשלוח מסרים אל תוך התא פנימה. מסרים אלה "מתניעים" תהליך שרשרת הגורם בסופו להתבטאותם של גנים שונים, כלומר, ליצירת חלבונים מסוימים שמשרתים את אגירת הזיכרון המקודד ברשת העצבית לטווח ארוך. התהליכים שמבצעים מתגי ה- NR2B גורמים לכך שאות עצבי שמייצג תחושה שנלמדה ונאגרה בזיכרון, יעבור בפעם הבאה בקלות וביעילות רבות יותר, בהשוואה לאותות שמייצגים תחושות חדשות, שטרם נלמדו וטרם נאגרו בזיכרון.

 

צוות החוקרים, בראשותו של פרופ' דודאי, מתמקד בשנים האחרונות בחקר השינויים המולקולריים והתאיים המתחוללים ברשת העצבית כתוצאה משיפעולם של מתגי ה- NR2B, ובזיהוי הגורמים המאפשרים למוח לדעת אם המידע המוצג לפניו הוא חדש ומחייב את הפעלת ה"מתג", או שאין בו חדש ולפיכך אינו מצדיק ביצוע שינויים ברשת.

 

מדעני פרינסטון השתמשו בטכניקות של הנדסה גנטית כדי להגדיל במידה ניכרת את כמותם של מתגי ה- NR2B בכל המוח, וכתוצאה מכך הצליחו להדגים שיפור ניכר בכושר הלמידה.