Как човешкият мозък разграничава минали от потенциални опасности

Невролози успяха да разгадаят процеса, чрез който мозъкът различава отминалите опасности от реалните към настоящия момент.

Откритията им са публикувани в списание „Nature“ и хвърлят нова светлина върху посттравматичното стресово разстройство, при което се нарушава способността да се разграничават отминали от настоящи опасности и да се преценя кои ситуации са безопасни.

Проф. Ерик Клан, автор на изследването и директор на Центъра за неврологични науки към Нюйоркския университет, пояснява, че спомените за даден травматичен епизод могат да останат дълго време. Ние, хората, можем селективно да използваме такива спомени, за да предскажем и отговорим адекватно на възникнала опасност, и в същото време да игнорираме неактуалните вече заплахи. Това човешко умение е особено важно за нашето оцеляване в непозната и несигурна среда, по време на конфликт или когато изпитваме социално безпокойство.

Водещият автор и постдокторант в Центъра за неврологични науки към Нюйоркския университет Прерана Шрестха вярва, че откритията на учените ще допринесат при изследване разстройствата на паметта като посттравматичното стресово разстройство.

В проучването се включват учени от университетите „Rockefeller“ и „McGill“.

Инстинкт за оцеляване – как функционира

Способността да откриват и реагират по правилния начин на заплахи от несигурна среда е основополагаща за оцеляването на животните. Ако обстоятелствата крият сигурна опасност те възприемат поведение, което да опази живота им, като например замръзване на място, за да не бъдат забелязани. Освен условия, подсказващи за приближаваща опасност, има и такива, при които става ясно, че не съществува риск за живота. При рисковите ситуации те трябва да заемат отбранителна позиция, а при безопасните – да потиснат своята защитна реакция и да възприемат нормално поведение.

В изследването, публикувано в списание „Nature“, експертите опитват да идентифицират кои молекули (субстрати) са отговорни за дълготрайното усещане за опасност и спомените, които ни помагат да разграничаваме кои ситуации не са опасни.

Отдавна е известно, че в мозъка има област, наречена амигдала, която играе ключова роля при обработването и съхранението на информация, свързана с емоциите, които изпитваме. Не толкова добре известни са обаче клетъчните двигатели, които правят тези процеси възможни, по-специално характеристиките на клетките, съхраняващи данните за наличието или отсъствието на опасност.

Ключовата роля на протеиновия синтез

Формирането и обединяването на дългосрочни спомени се случва благодарение на промени в клетъчната структура на протеините – динамика, при която се улавят ключови моменти от дадено събитие, донякъде посредством синтеза на нови протеини.

В своето изследване учените прекъсват последователността от важни стъпки по време на протеиновия синтез в точно определени видове клетки. Чрез разиграването на различни сценарии от стъпки, те ще могат да определят кои са основните „виновници“ за протичането на този така сложен процес.

Екипът изследва и размества комбинацията от два протеин комплекса, без които синтезът на нови протеини не би бил възможен. Единият комплекс съдържа eIF2 – еукариотичен фактор за иницииране, който добавя първата аминокиселина към синтезиращия се в момента протеин. Другият комплекс е eIF4E факторът, който се прикрепя към защитената „шапка“ на информационната РНК. Експертите откриват, че без синтеза на протеини в определени инхибиторни неврони в амигдалата – неврони, експресиращи соматостатин, мозъкът не може да съхранява информацията, свързана със съществуващи заплахи в околната среда.

Синтезът на протеин в неврони, експресиращи PKC делта, е необходим, за да се съхранява допълнителната информация, която помага да се определи дадена ситуация като безопасна.

За първи път в изследване се подчертава голямото значение на протеиновия синтез в тези неврони, с цел да се гарантира дълготрайността на емоционалните спомени.

Работата на екипа е финансирана от Националния здравен институт и Фондацията за изследвания върху мозъка и поведението.

Друго проучване, също публикувано на страниците на списание „Nature“ и проведено от учени от университетите “McGill“ и „Haifa“ и университета в Монреал, разглежда ролята на еукариотичния фактор за иницииране eIF2 в различни видове неврони. Те стигат до заключението, че увеличаването на протеиновия комплекс в инхибиторните неврони, експресиращи соматостатин, което съответно води до засилен синтез на протеини, подсилва дълготрайните спомени.

Двете изследвания разкриват друга роля на протеиновия комплекс на eIF2 за запазването или потискането на спомени, свързани с усещането за страх.