Öka minnet: Serotoninreceptorn kan vara nyckeln
En ny studie får ny inblick i de specifika receptorer som är involverade i att skapa minnen. Forskarna hoppas att denna upptäckt i framtiden kan hjälpa till att bekämpa åldersrelaterad kognitiv nedgång.
Att designa ett läkemedel för att förbättra minnet är en del av science fiction, och det kommer sannolikt att förbli i detta område under mycket lång tid.
För närvarande görs dock språng inom minnesforskningen.
Stadigt, när neurovetenskapsmän utforskar djupare in i hjärnan, blir mekanismerna för minnesbildning tydligare och sätten att förbättra dem närmar sig alltmer.
Forskare vid Columbia University Irving Medical Center i New York City, NY, ligger i spetsen för denna forskning. Ledd av Catia M. Teixeira, Ph.D. och Zev B. Rosen, Ph.D., fokuserade de sitt senaste projekt på serotoninfrisättning i hippocampus och dess inverkan på minnet.
Hippocampus och minne
Hippocampus har varit känt för att spela en viktig roll i minnet under lång tid. I synnerhet fastställs långsiktiga minnen av livserfarenheter. En region av hippocampus som kallas CA1 är särskilt viktig.
Till exempel, en studie som involverade individer med skador på deras CA1-region visade att de hade "en djupgående försämring av inlärning på plats." En annan studie som testade liknande patienter fann allvarliga försämringar i det självbiografiska och episodiska minnet.
Enligt författarna till den senaste studien verkar styrkan av neuronal kommunikation genom CA1-regionen vara kopplad till minnesbildning.
Hippocampus påverkas starkt av serotonin (bland andra neurotransmittorer), men dess exakta roll har förblivit oklar. Teamet som var involverat i denna studie ville gräva lite djupare i detta.
För att inspektera serotonins funktion undersökte de mushjärnor med optogenetik - en teknik som gör det möjligt för neurovetenskapare att stänga av och på neuroner med hjälp av ljuspulser. Genom att spela med de olika serotoninvägarna i CA1-regionen i hippocampus kunde de få en bättre förståelse för vad var och en gjorde.
De fann att om serotoninfrisättningen ökade, blev neuronal kommunikation i CA1 starkare; detta hade till följd att mössens rumsliga minne förbättrades. Omvänt, när serotoninfrisättningen blockerades artificiellt, försämrades det rumsliga minnet.
Detta visade att serotoninfrisättning i CA1-regionen kunde öka minnet men visade också att minnesbildningen är beroende på denna väg. Deras resultat publiceras denna vecka i tidskriften Nervcell.
Att bara veta att serotonin är avgörande för minnesbildning var inte tillräckligt; de ville vara mer specifika.
Borrar ner till receptortyp
Det finns ett antal serotoninreceptortyper - det finns faktiskt sju generella klasser av dessa receptorer. Teamet ville identifiera vilken specifik klass av serotoninreceptor som var inblandad i minnet.
"Först", förklarar Teixeira, "fann vi att när serotonin frigörs från sina endogena pooler i hippocampus under inlärningen stärks minnet av den inlärda händelsen."
"Vi resonerade sedan att genom att identifiera ett dominerande engagemang för en typ av serotoninreceptor kunde vi testa läkemedelsbehandlingar på minnesprestanda."
Catia M. Teixeira, Ph.D.
Slutligen slog forskarna på den specifika serotoninreceptorn. Som Teixeira fortsätter, "[W] e fann att systemisk modulering av 5-HT4-receptorfunktion med läkemedel förbättrade minnesbildningen."
Detta resultat stöder tidigare arbete som också identifierade en roll för 5-HT4-receptorn i minnet. En nyligen genomförd studie på friska mänskliga volontärer fann också att densiteten av 5-HT4-receptorer (hur många är tillgängliga för att binda till serotonin) i hippocampus förutsagde prestanda på ett verbalt inlärningstest.
Eftersom de flesta människors kognitiva förmåga och minne minskar med åldern kan förståelse av de exakta mekanismerna bakom minneslagring och hämtning få viktiga konsekvenser.
Om ett läkemedel kunde utformas som förbättrade den serotonerga aktiviteten vid 5-HT4-receptorer i CA1-regionen i hippocampus, kan det en dag hjälpa människor att hålla sig mentalt skarpa långt in i ålderdomen. Det är dock värt att notera att det här är en lång väg längs linjen.
