Pamięć: neurochemiczne mechanizmy pamięci

Chociaż mechanizmy molekularne funkcjonowania pojedynczych komórek nerwowych badane w wielu objawów i gotowych zasad międzyneuronalnych wiązań, nadal nie jest jasne, w jaki sposób właściwości molekularne neuronów zapewniają przechowywanie, reprodukcji i analizę informacji - pamięć.

Fakt, że zdobyta wiedza (jak również zasady moralne) nie są dziedziczone, a nowe pokolenia muszą nauczyć je ponownie sugeruje, że uczenie się jest procesem tworzenia nowych połączeń i przechowywanie informacji dostarczonych przez zdolność mózgu do odtworzenia tych linków to konieczne interneuron (aby uaktywnić ich). Jednak współczesna neurochemia nie jest jeszcze w stanie przedstawić spójnej teorii opisującej, w jaki sposób analiza czynników zewnętrznego świata zachodzi w żywym mózgu. Można tylko zarysować problemy, nad którymi intensywnie pracują naukowcy z różnych obszarów neurobiologii.

Niemal wszystkie rodzaje zwierząt są w stanie w większym lub mniejszym stopniu analizować zmiany w środowisku zewnętrznym i odpowiednio do nich reagować. W takim przypadku powtarzająca się reakcja ciała na efekty zewnętrzne często jest inna niż w pierwszej kolizji. Obserwacja ta pokazuje, że żywe systemy mają zdolność uczenia się. Mają pamięć, która zachowuje osobiste doświadczenie zwierzęcia, które tworzy reakcje behawioralne i może różnić się od doświadczenia innych osób.

Pamięć biologiczna jest różnorodna. Jest nieodłączne nie tylko w komórkach mózgowych. Pamięć układu odpornościowego, na przykład, przez długi czas (często na całe życie) utrzymuje informacje o obcym antygenie w organizmie raz w ciele. Kiedy się ponownie spotkasz, układ odpornościowy wyzwala reakcję przeciwciał, która pozwala szybko i skutecznie pokonać infekcję. Jednak układ odpornościowy "wie", jak reagować na znany czynnik, a kiedy napotyka nieznanego agenta, musi na nowo opracować strategię zachowania. Układ nerwowy, w przeciwieństwie do układu odpornościowego, może być przeszkolony do tworzenia strategii zachowania w nowych okolicznościach, w oparciu o "doświadczenie życiowe", które umożliwia opracowanie skutecznej odpowiedzi na nieznany bodziec.

Główne pytania, na które należy odpowiedzieć w badaniu molekularnych mechanizmów pamięci, to: jakie zmiany metaboliczne zachodzą w neuronach, gdy spotykają się z zewnętrznym bodźcem, który pozwala na zachowanie przechowywanych informacji przez określony (czasem długi) czas; w jakiej formie przechowywane są odebrane informacje; jak jest analizowany?

W procesie aktywnego uczenia się, pojawiającego się we wczesnym wieku, dochodzi do zmian w strukturze neuronów, zwiększa się gęstość kontaktów synaptycznych, wzrasta stosunek komórek glejowych i nerwowych. Trudno jest odróżnić proces dojrzewania mózgu i zmiany strukturalne, które są molekularnymi nosicielami pamięci. Oczywiste jest jednak, że dla pełnego rozwoju inteligencji konieczne jest rozwiązywanie zadań stawianych przez środowisko zewnętrzne (przywołać zjawisko Mowgli lub problemy adaptacji do życia w naturze zwierząt hodowanych w niewoli).

W ostatnim kwartale XX wieku. Podejmowano próby szczegółowego badania morfologicznych cech mózgu A. Einsteina. Jednak wynik był raczej rozczarowujący - nie ujawniono żadnych cech odróżniających go od przeciętnego nowoczesnego mózgu. Jedynym wyjątkiem był pewien (nieznaczny) nadmiar stosunku komórek glejowych i nerwowych. Czy to oznacza, że procesy molekularne pamięci nie pozostawiają widocznych śladów w komórkach nerwowych?

Z drugiej strony od dawna ustalono, że inhibitory syntezy DNA nie wpływają na pamięć, podczas gdy inhibitory transkrypcji i translacji upośledzają procesy pamięciowe. Czy to oznacza, że niektóre białka w neuronach mózgowych są nośnikami pamięci?

Organizacja mózgu jest taka, że główne funkcje związane z percepcją sygnałów zewnętrznych i reakcjami na nie (na przykład z reakcją motoryczną) są zlokalizowane w pewnych częściach kory mózgowej. Następnie rozwój nabytych reakcji (odruchów warunkowych) powinien być "zamknięciem wiązań" pomiędzy odpowiednimi centrami kory. Eksperymentalne uszkodzenie tego centrum musi zniszczyć pamięć tego odruchu.

Jednak eksperymentalna neurofizjologia zgromadziła wiele dowodów, że pamięć nabytych umiejętności jest przekazywana do różnych części mózgu, a nie skupiona tylko w obszarze odpowiedzialnym za daną funkcję. Eksperymenty z częściowym zaburzeniem kory u szczurów wyszkolonych do orientowania się w labiryncie wykazały, że czas wymagany do przywrócenia zaburzonej umiejętności jest proporcjonalny do objętości zniszczenia i nie zależy od jego lokalizacji.

Prawdopodobnie rozwój zachowania w labiryncie wymaga analizy całego zestawu czynników (węchowego, smakowego, wzrokowego), a obszary mózgu odpowiedzialne za tę analizę mogą znajdować się w różnych obszarach mózgu. Tak więc, chociaż dla każdego elementu odpowiedzi behawioralnej istnieje pewna część mózgu, ogólna reakcja jest realizowana, gdy wchodzą w interakcje. Niemniej jednak w mózgu znaleziono działy, których funkcja jest bezpośrednio związana z procesami pamięciowymi. Jest to hipokamp i kompleks amygdaloidów, a także jądra linii pośrodkowej wzgórza.

Zestaw zmian w OUN, związany z utrwalaniem informacji (obrazem, typem zachowania itp.), Neurobiologami nazywa się engram. Współczesne poglądy na temat mechanizmów molekularnych pamięci wynika, że udział poszczególnych struktur w mózgu w trakcie zapamiętywania i przechowywania informacji, które nie są przechowywane w określonej n-g, w regulacji tworzenia i funkcjonowania sieci neuronowych wykonywania wpojenia, utrwalenie i reprodukcji danych.

Ogólnie rzecz biorąc, dane zebrane w badaniach behawioralnych odruchów i aktywności elektrycznej mózgu, wskazują, że w zachowaniu i emocjonalne objawy życia nie są umiejscowione w określonej grupie neuronów w mózgu, i są wyrażone w zmiany oddziaływań dużą liczbę komórek nerwowych, które odzwierciedlają funkcjonowanie całego mózgu jako zintegrowanego systemu.

Aby opisać przepływ procesu zapamiętywania nowych informacji w czasie, często używane są terminy pamięć krótkotrwała i pamięć długoterminowa. W pamięci krótkoterminowej informacje mogą być przechowywane od ułamków sekund do dziesiątek minut, podczas gdy w pamięci długotrwałej informacje są czasami zawarte w całym życiu. Aby przekonwertować pierwszy typ pamięci na drugi, potrzebny jest tak zwany proces konsolidacji. Czasami jest przydzielany do oddzielnego etapu pamięci pośredniej. Jednak wszystkie te terminy, prawdopodobnie odzwierciedlające oczywiste procesy, nie są jeszcze wypełnione prawdziwymi danymi biochemicznymi.

Rodzaje pamięci i ich modulacja (autor: Ashmarin, 1999)

Rodzaje pamięci	Inhibitory, efekty
Pamięć krótkotrwała	Elektroshock, cholinolityki (atropina, skopolamina), galanina, US1 (wprowadzenie do określonych części mózgu)
Pamięć pośrednia (konsolidacja)	Inhibitory metabolizmu energetycznego, ouabainy, niedotlenienie, inhibitory syntezy RNA i białka (anizomycynę, cykloheksimid, puromycyna, aktynomycyna D, RNazy), przeciwciała do białka neurospecific (wazopresyny, białka B-100), kwas 2-amino-5-fosfornovalerianovaya (6- AGC)
Pamięć długoterminowa (dożywotnia)	Inhibitory, które nieodwracalnie go naruszają, nie są znane. Częściowo hamowany przez atropinę, fluorofosforan diizopropylu, skopolaminę

[1], [2], [3], [4]

Pamięć krótkotrwała

Pamięć krótkotrwała, która analizuje informacje pochodzące z różnych narządów zmysłów i ich przetwarzanie, realizowana jest przy udziale kontaktów synaptycznych. Wydaje się to oczywiste, ponieważ czas, w którym zachodzą te procesy, jest niewspółmierny z czasem syntezy nowych makromolekuł. Potwierdza to zdolność do hamowania krótkotrwałej pamięci przez inhibitory synaptyczne i jej niewrażliwość na inhibitory syntezy białek i RNA.

Proces konsolidacji trwa dłużej i nie mieści się w ściśle określonym przedziale czasowym (trwającym od kilku minut do kilku dni). Prawdopodobnie na długość tego okresu wpływa zarówno jakość informacji, jak i stan mózgu. Informacje, które mózg uważa za nieistotne, nie podlegają konsolidacji i znikają z pamięci. Pozostaje tajemnicą, jak rozstrzyga się kwestia wartości informacji i jakie są prawdziwe neurochemiczne mechanizmy procesu konsolidacji. Sam czas trwania procesu konsolidacji pozwala nam uznać, że jest to stały stan mózgu, który nieustannie przeprowadza "proces myślenia". Zróżnicowany charakter informacji wprowadzanych do mózgu w celu analizy oraz szeroki zakres różnych mechanizmów hamujących proces konsolidacji sugerują, że na tym etapie w interakcję bierze udział szereg mechanizmów neurochemicznych.

Zastosowanie związków wskazanych w tabeli jako inhibitorów procesu konsolidacji powoduje amnezję (utratę pamięci) u zwierząt doświadczalnych - niezdolność do odtworzenia rozwiniętej umiejętności behawioralnej lub do przedstawienia informacji uzyskanych do użycia.

Co ciekawe, niektóre inhibitory ujawniają się po prezentacji zapamiętywanych informacji (amnezja wsteczna) i innych - w przypadku zastosowania w poprzednim okresie (amnezja następcza). Powszechnie znane eksperymenty dotyczące nauczania kurczaków w celu odróżnienia ziarna od niejadalnych, ale podobnych obiektów wielkości. Wprowadzenie do mózgu inhibitora białek inhibitora syntezy cykloheksymidu nie zakłócało procesu uczenia się, ale całkowicie uniemożliwiło utrwalenie umiejętności. W przeciwieństwie do tego, podawanie inhibitorów pompy Na (K / ATP-azy) ouabain całkowicie hamowało proces uczenia się bez wpływania na już uformowane umiejętności. Oznacza to, że pompa N jest zaangażowana w tworzenie pamięci krótkotrwałej, ale nie uczestniczy w procesach konsolidacji. Co więcej, wyniki eksperymentów z cykloheksymidem wskazują, że synteza nowych cząsteczek białka jest niezbędna do realizacji procesów konsolidacji, ale nie jest potrzebna do tworzenia pamięci krótkotrwałej.

W związku z tym trening podczas tworzenia pamięci krótkotrwałej obejmuje aktywację pewnych neuronów i konsolidację - tworzenie długoterminowych sieci między neuronowych, aby skonsolidować interakcję, w której konieczna jest synteza specjalnych białek. Nie należy się spodziewać, że białka te będą nośnikami specyficznych informacji, ich formowanie może być "tylko" zachętą do aktywacji połączeń między nerwowych. W jaki sposób konsolidacja prowadzi do powstania pamięci długotrwałej, której nie można zakłócać, ale można ją odtworzyć na żądanie, pozostaje niejasna.

Jednocześnie jasne jest, że stworzenie silnej umiejętności jest zdolnością populacji neuronów do stworzenia sieci, w której transmisja sygnału staje się najbardziej prawdopodobna, a ta zdolność mózgu może utrzymywać się przez długi czas. Obecność jednej z takich sieci interneuronal nie przeszkadza Neuronom w angażowaniu się w podobne inne sieci. Dlatego oczywiste jest, że zdolności analityczne mózgu są bardzo duże, jeśli nie nieograniczone. Oczywiste jest również, że realizacja tych zdolności zależy od intensywności treningu, szczególnie podczas dojrzewania mózgu w ontogenezie. Wraz z wiekiem zdolność uczenia się spada.

Uczenie się jest ściśle związane ze zdolnością do plastyczności - zdolność kontaktów synaptycznych do zmian funkcjonalnych zachodzących w procesie funkcjonowania, mających na celu synchronizację aktywności neuronalnej i tworzenie sieci między-neuronowych. Przejawowi plastyczności towarzyszy synteza specyficznych białek, które wykonują znane (np. Receptory) lub nieznane funkcje. Jeden z członków tego programu, białko S-100 w odniesieniu do aneksyny wykrywalny w mózgu, a zwłaszcza w dużych ilościach (to ma swoją nazwę zdolności do zachowania rozpuszczalności w 100 procentowym nasyceniu siarczanem amonowym w obojętnym pH). Jego zawartość w mózgu jest o kilka rzędów wielkości większa niż w innych tkankach. Gromadzi się głównie w komórkach glejowych i znajduje się w pobliżu kontaktów synaptycznych. Zawartość białka S-100 w mózgu zaczyna wzrastać 1 godzinę po treningu i osiąga maksimum w ciągu 3-6 godzin, pozostając na wysokim poziomie przez kilka dni. Wprowadzenie przeciwciał do tego białka w komorach mózgu szczura zaburza zdolność uczenia się zwierząt. Wszystko to pozwala nam uznać białko S-100 za uczestnika w tworzeniu sieci między-neuronowych.

Molekularne mechanizmy plastyczności układu nerwowego

Plastyczność układu nerwowego definiowana jest jako zdolność neuronów do odbierania sygnałów z otoczenia zewnętrznego, które zmieniają twardy determinizm genomu. Plastyczność oznacza możliwość zmiany programu funkcjonalnego interakcji neuronów w odpowiedzi na zmiany w otoczeniu zewnętrznym.

Molekularne mechanizmy plastyczności są różnorodne. Rozważmy te główne na przykładzie systemu glutamatergicznego. W synapsie glutaminergicznym znaleziono jednocześnie różne receptory, zarówno jonotropowe, jak i metabotropowe. Uwolnienie glutaminianu do szczeliny synaptycznej podczas wzbudzenia prowadzi do aktywacji kainowych i aktywowanych AMPA receptorów jonotropowych, które powodują depolaryzację błony postsynaptycznej. Przy wielkości potencjału transbłonowego odpowiadającego potencjałowi spoczynkowemu, receptory NMDA nie są aktywowane przez glutaminian, ponieważ ich kanały jonowe są zablokowane. Z tego powodu receptory NMDA nie mają szansy na natychmiastową aktywację. Jednakże, gdy błona synaptyczna zaczyna depolaryzować, jony magnezu są usuwane z miejsca wiązania, co znacznie zwiększa powinowactwo receptora do glutaminianu.

Aktywacja receptorów NMDAA powoduje wejście wapnia do strefy postsynaptycznej przez kanał jonowy należący do cząsteczki receptora NMDA. Wejście wapnia jest również obserwowane przez zależne od potencjału kanały Ca, które są aktywowane z powodu działania receptorów kainowych i receptorów glutaminianowych AMPA. W wyniku agregacji tych procesów w strefie postsynaptycznej wzrasta zawartość jonów wapnia. Sygnał ten jest zbyt słaby, aby zmieniać działanie wielu enzymów, które są wrażliwe na obecność jonów wapnia, ale wystarczająco do aktywacji fosfolipazy C przez membranę, przy czym podłoże jest fosfoinozytolu i powoduje gromadzenie się fosforany inozytolu i inozytol-3 aktywację fosfatzavisimogo uwalnianie wapnia z retikulum endoplazmatycznego znaczące.

Tak więc aktywacja receptorów jonotropowych nie tylko powoduje depolaryzację błony w strefie postsynaptycznej, ale także tworzy warunki dla znacznego wzrostu stężenia zjonizowanego wapnia. W międzyczasie glutaminian aktywuje się w regionie synaptycznym i receptorach metabotropowych. W rezultacie staje się możliwe aktywowanie odpowiadających białek G "przyłączonych" do różnych układów efektorowych. Kinazy, fosforylujące różne cele, w tym receptory jonotropowe, mogą być aktywowane, co modyfikuje aktywność struktur kanałów tych formacji.

Co więcej, receptory glutaminianu znajdują się również na błonie presynaptycznej, która również ma szansę na interakcję z glutaminianem. Metabotropowe receptory tego regionu synaps są związane z aktywacją systemu usuwania glutaminianu z szczeliny synaptycznej działającej na zasadzie wychwytu zwrotnego glutaminianu. Proces ten zależy od aktywności pompy N, ponieważ jest to drugi aktywny transport.

Aktywacja receptorów NMDA obecnych na błonie presynaptycznej powoduje również wzrost poziomu zjonizowanego wapnia w regionie presynaptycznym zakończenia synaptycznego. Nagromadzenie jonów wapnia synchronizuje fuzję pęcherzyków synaptycznych z błoną, przyspieszając uwalnianie mediatora do szczeliny synaptycznej.

Przy synapsie pochodzi impulsy wzbudzenia serii i całkowite stężenie wolnych jonów wapnia jest stale podwyższone aktywacja wapnia zależnego od proteazy można zaobserwować kalpainy, która rozszczepia jedno z białek strukturalnych fodrin maskowania receptory glutaminianu i zapobiegania ich oddziaływania z glutaminianem. A zatem, uwalnianie neuroprzekaźnika w szczelinie synaptycznej wzbudzoną zapewnia szereg możliwości, których realizacja może spowodować wzmocnienie lub hamowanie sygnału lub do uboju: synapsy działa na zasadzie wielowymiarowej i wprowadzone w każdym momencie ścieżki zależy od wielu różnych czynników.

Wśród tych możliwości jest samostrojenie synaps dla najlepszego przekazu sygnału, który okazał się wzmocniony. Proces ten nazywa się długotrwałym wzmacnianiem (LTP). Polega ona na tym, że przy przedłużonej stymulacji o wysokiej częstotliwości odpowiedzi komórek nerwowych na napływające impulsy zostają wzmocnione. Zjawisko to jest jednym z boków plastyczności, opartym na pamięci molekularnej komórki nerwowej. Okresowi długotrwałego wzmacniania towarzyszy zwiększona fosforylacja niektórych białek neuronowych przez specyficzne kinazy białkowe. Jednym z wyników zwiększania poziomu jonów wapnia w komórce jest aktywacja enzymów zależnych od Ca (kalpainy, fosfolipazy, kinazy białkowe zależne od Ca-kalmoduliny). Niektóre z tych enzymów są związane z tworzeniem aktywnych form tlenu i azotu (oksydaza NADPH, syntaza NO, itp.). W rezultacie w aktywowanym neuronie można zarejestrować nagromadzenie wolnych rodników, które są uważane za wtórne mediatory regulacji metabolicznej.

Ważnym, ale nie jedynym rezultatem akumulacji wolnych rodników w komórce neuronalnej jest aktywacja tak zwanych genów wczesnej odpowiedzi. Proces ten jest najwcześniejszą i najszybszą przejściową odpowiedzią jądra komórkowego na sygnał wolnych rodników, aktywacja tych genów następuje w ciągu 5-10 minut i trwa kilka godzin. Geny te obejmują grupy c-fos, c-jun, c-junB, zif / 268 itd. Kodują szereg rozległych rodzin specyficznych białek transkrypcyjnych.

Aktywacja genów reakcji natychmiastowej następuje z udziałem czynnika jądrowego NF-kV, który musi przenikać do jądra przez błonę jądrową, aby zrealizować swoje działanie. Jego przenikanie jest utrudnione przez fakt, że ten czynnik, który jest dimerem dwóch białek (p50 i p65), jest w kompleksie z inhibitorem białka w cytoplazmie i nie jest w stanie przeniknąć do jądra. Białko hamujące jest substratem dla fosforylacji przez specyficzną kinazę białkową, a następnie dysocjuje z kompleksu, który otwiera drogę do jądra NF-KB B. Kofaktorem aktywującym kinazę białkową jest nadtlenek wodoru, więc fala wolnorodnikowa, przechwytująca komórkę, powoduje szereg procesów opisanych powyżej, prowadzących do aktywacji genów wczesnej odpowiedzi. Aktywacja c-fos może również powodować syntezę neurotrofin i tworzenie neurytów i nowych synaps. Długotrwałe nasilenie wywołane przez wysoką częstotliwość stymulacji hipokampa prowadzi do aktywacji zif / 268, kodującego białko wiążące DNA zależne od Zn. Antagoniści receptora NMDA blokują długotrwałe działanie wzmacniające i aktywne zif / 268.

Jednym z pierwszych, którzy podjęli w 1949 roku próbę zrozumienia mechanizmu analizy informacji w mózgu i opracowania strategii zachowania było SO Hebb. Zasugerował, że w celu wykonania tych zadań w mózgu powinien powstać funkcjonalny związek neuronów - lokalna sieć interneruralna. Udoskonalili i pogłębili te reprezentacje M. Rozenblat (1961), który sformułował hipotezę "Niezwiązana korelacja z bazą korelacyjną". Zgodnie z opracowanymi przez niego pomysłami, w przypadku generowania szeregu zrzutów, neurony mogą być zsynchronizowane poprzez połączenie pewnych (często morfologicznie odległych od siebie) komórek poprzez samostrojenie.

Nowoczesna neurochemia potwierdza możliwość takiego samostrojenia neuronów na wspólnej częstotliwości, wyjaśniając funkcjonalne znaczenie serii ekscytujących "zrzutów" do tworzenia obwodów międzyprzewodowych. Używanie analogowych glutaminianu ze znacznikiem fluorescencyjnym i uzbrojonych w nowoczesnej technologii, można było wykazać, że nawet jeśli synapsy wzbudzenia stymulacja może rozciągać się na dość odległe synaps w związku z wytwarzaniem tak zwanego fali glutaminianu. Warunkiem powstania takiej fali jest częstotliwość sygnałów w określonym reżimie częstotliwości. Hamowanie transportera glutaminianu zwiększa zaangażowanie neuronów w procesie synchronizacji.

Oprócz układu glutamatergicznego, który jest bezpośrednio związany z procesami uczenia się (zapamiętywania), inne układy mózgowe również uczestniczą w tworzeniu pamięci. Wiadomo, że zdolność uczenia się ujawnia dodatnią korelację z aktywnością acetylotransferazy choliny i ujemną z enzymem, który hydrolizuje mediator z acetylocholinoesterazą. Inhibitory acetylotransferazy choliny zakłócają proces uczenia się, a inhibitory cholinoesterazy przyczyniają się do rozwoju odruchów obronnych.

W tworzeniu pamięci biorą udział również aminy biogenne, norepinefryna i serotonina. Przy opracowywaniu warunkowy odruch z ujemnym (elektrobolevym) wzmocnienia jest aktywacja układu noradrenergiczne, i jeśli wynik jest dodatni (żywności) wzmocnienie noradrenaliny maleje szybkość metabolizmu. Serotonina, przeciwnie, ułatwia rozwój umiejętności w warunkach pozytywnego wzmocnienia i niekorzystnie wpływa na powstawanie reakcji obronnej. Tak więc, w procesie konsolidacji pamięci serotonergiczna i systemów noradrenaliny typu antagonistów i zaburzenia spowodowane nadmiernym nagromadzeniem serotoniny, oczywiście, może być kompensowane przez aktywację układu noradrenergicznego.

Zaangażowanie dopaminy w regulację procesów pamięciowych ma charakter wieloczynnikowy. Z jednej strony okazało się, że może stymulować rozwój odruchów warunkowych z negatywnym wzmocnieniem. Z drugiej strony zmniejsza fosforylację białek neuronalnych (np. Białko B-50) i indukuje wymianę fosfoinozytolu. Można założyć, że układ dopaminergiczny uczestniczy w konsolidacji pamięci.

Neuropeptydy uwalniane w synapsie podczas wzbudzania są również zaangażowane w procesy tworzenia pamięci. Wazoaktywny peptyd jelitowy zwiększa powinowactwo receptora nikotynowego acetylocholiny mediatora w kilku tysięcy razy, co przyczynia się do działania układu cholinergicznego. Hormon wazopresyny uwalniane z przysadki, który jest syntetyzowany w supraoptic jądrach podwzgórza, prąd aksonów jest przenoszone do tylnego płata przysadki, w którym jest on przechowywany w synaptycznych pęcherzyków i uwalniane do krwi z niej. Ten hormon przysadki i hormon adrenokortykotropowy (ACTH) stale działają w mózgu jako regulatory procesy pamięciowe. Należy podkreślić, że ten efekt jest różny od ich aktywności hormonalnej - fragmenty tych związków są pozbawione tej aktywności, ma taki sam wpływ na proces uczenia się, jak również w całej cząsteczki.

Niepeptydowe stymulatory pamięci są prawie nieznane. Wyjątkiem jest orotan i jest szeroko stosowany w piracetamie kliniki. Ten ostatni jest chemicznym analogiem kwasu gamma-aminomasłowego i należy do grupy tak zwanych leków nootropowych, których jednym z efektów jest wzmocnienie krążenia mózgowego.

Dzięki badaniu roli orotanu w mechanizmach utrwalania pamięci intrygi są kojarzone z umysłami neurochemików w drugiej połowie XX wieku. Opowieść rozpoczęła się od eksperymentów J. McConnella nad opracowaniem planarnych nielogicznych odruchów światła w prymitywnych płazińców. Po stworzeniu stabilnego odruchu, podzielił planarię na dwie części i sprawdził zdolność uczenia się tego samego odruchu u zwierząt, które zregenerowały się z obu połówek. Zaskoczenie było takie, że nie tylko osoby uzyskane z części głowy miały zwiększoną zdolność uczenia się, ale te, które zostały zregenerowane z ogona, były trenowane znacznie szybciej niż osoby kontrolne. Aby wyszkolić obydwa, potrzebowano trzy razy mniej czasu niż dla osobników zregenerowanych ze zwierząt kontrolnych. McConnell wywnioskował, że uzyskana reakcja jest kodowana przez substancję, która gromadzi się zarówno w części głowy, jak i części ogonowej płaskiego ciała.

Powielanie wyników McConnella w innych miejscach napotkało szereg trudności, w wyniku których naukowiec został uznany za szarlatana, a jego artykuły przestały być akceptowane do publikacji we wszystkich czasopismach naukowych. Rozwścieczony autor założył własne czasopismo, w którym opublikował nie tylko wyniki kolejnych eksperymentów, ale także karykatury na swoich recenzentach i długie opisy eksperymentów przeprowadzonych w odpowiedzi na uwagi krytyczne. Dzięki pewności McConnella w swojej słuszności współczesna nauka może powrócić do analizy tych oryginalnych danych naukowych.

Godne uwagi jest to, że tkanka „przeszkolonych” wirków wykryto wysoką zawartość kwas orotowy, który jest metabolitem niezbędne do wyników uzyskanych w syntezie RNA McConnell, mogą być interpretowane następująco: warunki dla szybszego szkolenia tworzy podwyższoną zawartością orotan y "Wyszkoleni" planarians. Podczas badania uczenia się zregenerowanych planarystów napotykają nie na przenoszenie pamięci, ale na transfer umiejętności do jej tworzenia.

Z drugiej strony okazało się, że gdy regeneracja planarianów odbywa się w obecności RNazy, tylko osoby uzyskane z fragmentu głowy wykazują większą zdolność uczenia się. Niezależne eksperymenty przeprowadzone pod koniec XX wieku. G. Ungar, pozwolono odizolować się od mózgu zwierząt za pomocą odruchu unikania ciemności, 15-członowego peptydu, zwanego scotofobiną (induktor strachu przed ciemnością). Wygląda na to, że zarówno RNA, jak i niektóre specyficzne białka są w stanie stworzyć warunki dla wyzwalania połączeń funkcjonalnych (sieci interneuronalne), podobne do tych, które zostały aktywowane u pierwotnej jednostki.

W 2005 roku obchodzono 80. Urodziny McConnel, którego eksperymenty zainicjowały badania nośników pamięci molekularnej. Na przełomie XX i XXI wieku. Pojawiły się nowe metody genomiki i proteomiki, których zastosowanie pozwoliło na ujawnienie udziału niskocząsteczkowych fragmentów transportowego RNA w procesach konsolidacyjnych.

Nowe fakty umożliwiają zmianę koncepcji nieuczestniczenia w DNA w mechanizmach pamięci długotrwałej. Wykrywanie zależnej od RNA polimerazy DNA w tkance mózgowej i obecność pozytywnej korelacji jego aktywności ze zdolnością uczenia się wskazują na możliwość udziału DNA w procesach tworzenia pamięci. Stwierdzono, że rozwój odruchów warunkowanych przez żywność ostro aktywuje pewne regiony (geny odpowiedzialne za syntezę specyficznych białek) DNA w kory nowej. Należy zauważyć, że aktywacja DNA dotyczy głównie obszarów rzadko replikowanych w genomie i jest obserwowana nie tylko w jądrach, ale również w DNA mitochondrialnym, aw drugim - w większym stopniu. Czynniki tłumiące pamięć, jednocześnie tłumią te syntetyczne procesy.

Niektóre stymulatory zapamiętywania (w: Ashmarin, Stukalov, 1996)

Specyfika działania	Używki
	Klasy połączeń	Przykłady substancji
Relatywnie specyficzni agenci	Peptydy regulacyjne	Wazopresyna i jej analogi, dipeptyd pEAO, ACTH i jego analogi
	Niepeptydowe związki	Pyracetam, gangliozydy
	Regulatory metabolizmu RNA	Orotować, RNA o niskim ciężarze cząsteczkowym
Agenci o szerokim spektrum działania	Neuro-pobudzające	Fenyloalkiloaminy (fenamina), fenyloalkiloimonoidy (synokarbonyl)
	Leki przeciwdepresyjne	2- (4-metylo-1-piperazynylo) -10-metylo-3,4-diazapenoksazyna (azafen)
	Modulatory cholinergicznych systemie	Cholinomimetyki, inhibitory acetylocholinoesterazy

Tabela pokazuje przykłady związków, które stymulują zapamiętywanie.

Jest możliwe, że badanie udziału DNA w procesach tworzenia pamięci da rozsądną odpowiedź na pytanie, czy istnieją warunki, w których wytworzone umiejętności lub wrażenia, które powstały, mogą zostać odziedziczone. Jest możliwe, że pamięć genetyczna długotrwałych wydarzeń doświadczanych przez przodków leży u podstaw niektórych niewyjaśnionych zjawisk psychiki.

Zgodnie z dowcipnym, choć niesprawdzonych opinii, latanie we śnie, towarzyszącej ostatecznego powstawania dojrzałego mózgu, doświadczane przez każdego z nas w młodości, odzwierciedla poczucie lotu, doświadczonych przez naszych przodków w czasach, kiedy rozbili się na drzewach. Nie bez przyczyny latanie we śnie nigdy się nie kończy upadkiem - po tych wszystkich dalekich przodkach, którzy upadku nie mieli czasu, by złapać gałęzie, chociaż doświadczyli tego przed śmiercią, ale nie dawali potomstwa ...