ความทรงจำอาจถูกเก็บไว้ในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทของคุณ
Memories may be stored in the membranes of your neurons
ความทรงจำอาจถูกเก็บไว้ในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทของคุณ
การเปลี่ยนแปลงของไซแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาทมีหน้าที่ในการเรียนรู้และความจำ
สมองมีหน้าที่ควบคุมกิจกรรมส่วนใหญ่ของร่างกาย ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลเป็นสิ่งที่ช่วยให้คุณเรียนรู้ และเป็นคลังกลางของความทรงจำของคุณ แต่ความทรงจำเกิดขึ้นได้อย่างไร และมันอยู่ที่ไหนในสมอง?
แม้ว่านักประสาทวิทยาจะระบุบริเวณต่างๆ ของสมองที่เก็บความทรงจำ เช่น ฮิปโปแคมปัส ที่อยู่ตรงกลางของสมอง นีโอคอร์เท็กซ์ ในชั้นบนสุดของสมอง และซีเบลลัม ที่ฐานของกะโหลกศีรษะ แต่พวกเขายังไม่สามารถระบุได้ว่า โครงสร้างโมเลกุลเฉพาะในพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับความจำ และการเรียนรู้
การวิจัยจากทีมนักชีวฟิสิกส์นักเคมีกายภาพ และนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ ของเรา แนะนำว่า หน่วยความจำอาจอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทเป็นหน่วยการทำงานพื้นฐานของสมอง พวกมันถูกออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลไปยังเซลล์อื่น ๆ ทำให้ร่างกายสามารถทำงานได้ จุดเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท 2 เซลล์ที่เรียกว่า ไซแนปส์ และเคมีที่เกิดขึ้นระหว่าง ซินแนปส์ ในช่องว่างที่เรียกว่า รอยแยกไซแนปติก มีหน้าที่รับผิดชอบในการเรียนรู้ และความจำ
ในระดับพื้นฐานกว่านั้น ไซแนปส์ ประกอบด้วยเยื่อหุ้ม 2 ชิ้น
ชิ้นที่ 1 เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาทพ รีซินแนปติก ที่ส่งข้อมูล
ชิ้นที่ 2 เกี่ยวข้องกับเซลล์ประสาท โพสต์ซินแนปติก ที่รับข้อมูล แต่ละ เมมเบรน ประกอบด้วยชั้นไขมันที่มีโปรตีน และสารชีวโมเลกุ ลอื่นๆ
การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นระหว่างเยื่อทั้งสองนี้ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า Synaptic Plasticity เป็นกลไกหลักในการเรียนรู้ และความจำ ซึ่งรวมถึงการเปลี่ยนแปลงปริมาณของโปรตีนต่างๆ ในเยื่อหุ้มเซลล์ ตลอดจนโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ด้วย
Synaptic plasticity สามารถจำแนกได้เป็นระยะสั้น ยาวนานตั้งแต่มิลลิวินาทีถึงไม่กี่นาที หรือระยะยาว ยาวนานตั้งแต่นาทีถึงชั่วโมง หรือนานกว่านั้น กระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างเยื่อพรีไซแนปติก และโพสต์ซินแนปติก ในภาวะพลาสติก ในระยะสั้นในที่สุดก็นำไปสู่ความเป็น พลาสติก ใน ซินแนปติกในระยะยาว
เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์คิดว่าวิธีหลักในการประมวลผล และจัดเก็บข้อมูลของสมองคือผ่านการเปลี่ยนแปลงระยะยาวของ ไซแนปส์ เราจึงสงสัยว่าหน่วยความจำอาจถูกเก็บไว้ในชั้นไขมันของเยื่อหุ้มเซลล์หรือไม่
เราพบว่าการเปิดเผยแบบจำลองของ bilayer ไขมันอย่างง่ายต่อการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า ซึ่งไม่ต่างจากการกระตุ้นที่ใช้ในการศึกษาสมอง สามารถกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงในระยะยาวได้ สิ่งที่ทำให้ผลลัพธ์นี้ไม่เหมือนใคร คือเราสามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงในแบบจำลอง เมมเบรน อย่างง่ายของเราโดยไม่มีโปรตีนจากเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับมัน นอกจากนี้ ความเป็นพลาสติกในระยะยาวยังคงอยู่ในแบบจำลองของเราเป็นเวลาเกือบ 24 ชั่วโมงโดยไม่มีการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าอีก สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทอาจมีหน้าที่ในการจัดเก็บหน่วยความจำ
การค้นพบของเราสนับสนุนการใช้ lipid bilayer เป็นแบบจำลองเพื่อทำความเข้าใจพื้นฐานระดับโมเลกุลของหน่วยความจำทางชีวภาพ นอกจากนี้ยังอาจทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มสำหรับการประมวลผลแบบนิวโรมอร์ฟิกซึ่งส่วนประกอบหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ได้รับการจำลองตามโครงสร้าง และการทำงานของสมองมนุษย์
ในที่สุด lipid bilayer อาจเป็นเป้าหมายในการรักษาเพื่อรักษาสภาวะทางระบบประสาทที่แตกต่างกัน การระบุตำแหน่ง และวิธีเก็บความทรงจำไว้ในสมองจะไม่เพียงปฏิวัติวิธีที่เราเข้าใจการเรียนรู้ และความจำเท่านั้น แต่ยังเป็นแนวทางในการพัฒนาวิธีการรักษาใหม่ๆ สำหรับโรคต่างๆ เช่น อัลไซเมอร์ และพาร์กินสัน
John Katsaras นักวิทยาศาสตร์อาวุโสด้านระบบชีวภาพที่ Oak Ridge National Laboratory ศาสตราจารย์ร่วมสาขาฟิสิกส์ และดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยเทนเนสซี Charles Patrick Collier นักวิทยาศาสตร์การวิจัยด้านวัสดุศาสตร์นาโนเฟสมหาวิทยาลัยเทนเนสซี และ Dima Bolmatov ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการวิจัย สาขาฟิสิกส์มหาวิทยาลัยเทนเนสซี
บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจาก The Conversation ภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์
Credit,
- The Conversation : Concluded.
- labroots : Website
- BANKs Dollar Sine : Translator Thailand
อัพเดตข้อมูล : 24 พ.ค. 2566 00:13 : 715