Serwis prasowy / Press Release - Instytut Biologii Doświadczalnej

ul. Pasteura 3, 02-093 Warszawa
http://www.nencki.gov.pl
e-mail: [email protected]
tel.: +48 22 5892000 (centrala)
+48 22 5892491 (sekretariat)
fax: +48 22 8225342
Warszawa, 2 października 2013
Było miło? Wiemy, gdzie to zapamiętasz!
Gdzie można znaleźć smaczne jedzenie, gdzie niedobre? Gdzie spotkamy
atrakcyjnego partnera, a gdzie ryzykujemy uszczerbek na zdrowiu? Dla każdego
człowieka – ale i zwierzęcia – informacja o przyjemnych i nieprzyjemnych
doznaniach ma kluczowe znaczenie. W Instytucie Nenckiego w Warszawie
odkryto, w jaki sposób i gdzie przechowujemy miłe wspomnienia.
Miłe wspomnienia są przechowywane w części mózgu znanej jako jądro środkowe ciała
migdałowatego, wykazali naukowcy z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w
Warszawie. Wyniki prac grupy prof. dr. hab. Leszka Kaczmarka i dr hab. Eweliny Knapskiej,
opublikowane w znanym czasopiśmie „The Journal of Neuroscience”, wskazują jednocześnie, że
kluczową rolę w procesie zapamiętywania przyjemnych doznań odgrywa zaledwie jedno białko. W
przyszłości rezultaty badań mogą pomóc m.in. w skuteczniejszym leczeniu uzależnień, stanów
depresyjnych czy schizofrenii.
„W naszych działaniach staramy się zrozumieć relację między umysłem a mózgiem poprzez
badanie pamięci, która dla umysłowości jest składnikiem o fundamentalnym znaczeniu. Bez
pamięci nie ma umysłu”, przedstawia kontekst badań prof. Kaczmarek.
Neurobiolodzy rozróżniają wiele typów pamięci, przy czym te najbardziej podstawowe cechuje
wyraźna dwoistość. Mamy na przykład pamięci krótko- i długoterminową oraz deklaratywną
(dotyczącą zdarzeń/danych) i proceduralną (pamięć czynności). Naukowcy z Instytutu Nenckiego
skoncentrowali się na jeszcze innej dychotomii, o szczególnie ważnej dla każdego zwierzęcia roli.
Chodzi o pamięć apetytywną, związaną ze wspomnieniami o przyjemnych doznaniach, oraz
pamięć awersywną, dotyczącą zdarzeń nieprzyjemnych.
Badania eksperymentalne nad pamięcią u ludzi często napotykają na podstawowy problem:
brakuje ochotników. Nikt przy zdrowych zmysłach nie zgodzi się przecież na eksperymenty z
własną pamięcią. Na szczęście umysłowość nie jest cechą wyłącznie ludzką. Wiele czynności
umysłowych typowych dla człowieka zachodzi także w mózgach zwierząt. Dlatego naukowcy z
Instytutu Nenckiego prowadzą swoje doświadczenia na myszach.
Najnowsze doświadczenia nad pamięcią wykonano na myszach umieszczonych w tzw.
inteligentnych klatkach. W każdym narożniku takiej klatki znajdują się po dwie butelki z wodą. Aby
dostać wodę, mysz musi podejść do narożnika i stuknąć nosem w bramkę danej butelki. W
zależności od rodzaju eksperymentu, mysz może dostać albo wodę, albo niegroźne, lecz
nieprzyjemne pufnięcie powietrzem w nos. Wszystkie myszy w klatce mają własne chipy
identyfikacyjne, badacze wiedzą więc dokładnie, jakie decyzje podejmowała każda mysz.
Inteligentna klatka pozwala realizować różne doświadczenia. Na przykład jeśli w jednym z rogów
zostaną umieszczone butelki ze słodką wodą, można badać sprawność pamięci przestrzennej u
myszy. Ale można przeprowadzić też subtelniejsze doświadczenie: w wybranym narożniku wlać
słodką wodę tylko do jednej butelki. Mysz musi wtedy zapamiętać nie tylko to, w którym narożniku
jest słodka woda, ale także to, która z dwóch butelek w narożniku jest źródłem smakołyku.
25 lat temu w Instytucie Nenckiego wykazano, że podczas uczenia w jądrach komórek nerwowych
dochodzi do zmian w aktywności genu znanego jako c-fos. Jednym z białek, których produkcję
reguluje białko kodowane przez gen c-fos, jest działający na zewnątrz komórek enzym MMP-9.
Badacze postanowili sprawdzić, jaką rolę pełni MMP-9 w zapamiętywaniu przyjemnych i
nieprzyjemnych doznań. W tym celu przeprowadzono serię doświadczeń na zwykłych myszach
oraz myszach pozbawionych tego białka.
Aktywność białka MMP-9 zablokowano u myszy tylko w obrębie jądra środkowego ciała
migdałowatego. Ciało migdałowate jest niewielką strukturą półkuli mózgowej, ulokowaną u
podstawy mózgu, w pobliżu hipokampu. Składa się z dwóch grup jąder odpowiedzialnych za
wrodzone i nabyte reakcje emocjonalne, takie jak śmiech czy lęk.
Przebieg doświadczeń z myszami okazał się zaskakujący. W inteligentnej klatce zwykłe myszy po
trzech dniach nauki niemal za każdym razem wybierały róg ze słodką wodą. Myszy, u których w
ciele migdałowatym zablokowano MMP-9, zachowywały się wyraźnie inaczej: nie preferowały
żadnego narożnika. Jednocześnie wszystkie myszy tak samo dobrze pamiętały narożnik, w którym
otrzymały nieprzyjemne pufnięcie w nos.
„Wnioski są jednoznaczne. Przyjemne doznania są zapamiętywane dzięki plastycznym zmianom
zachodzącym w neuronach jądra środkowego ciała migdałowatego. Wykazaliśmy przy tym, że za
samo uczenie się o miłych doznaniach i pamięć o nich odpowiada jedno białko MMP-9.
Równocześnie białko to nie ma żadnego wpływu na pamięć o przykrych doznaniach. To ważne
odkrycia i wcale nie ukrywamy, że ich dokonanie było dla nas... bardzo przyjemne”, stwierdza prof.
Kaczmarek.
Obecne badania, będące podsumowaniem prac prowadzonych w Instytucie Nenckiego od
ćwierćwiecza, mają istotne znaczenie naukowe. Wyjaśniają bowiem procesy uczenia się i pamięci
apetytywnej poprzez odwołania do dwóch na pozór bardzo odległych domen neurobiologii:
systemowej – a więc zajmującej się całymi strukturami neuronowymi (takimi jak jądro środkowe
ciała migdałowatego) – i molekularnej, badającej procesy fizyczne i chemiczne odpowiedzialne za
funkcje komórek nerwowych (w których uczestniczy m.in. białko MMP-9).
Prace badawcze nad pamięcią apetytywną sfinansowała Fundacja na rzecz Nauki Polskiej.
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk, utworzony w 1918 roku, jest największym nieuniwersyteckim
ośrodkiem badań biologicznych w Polsce. Do priorytetowych dziedzin podejmowanych w Instytucie należą: neurobiologia,
neurofizjologia, biologia i biochemia komórkowa oraz biologia molekularna – w skalach złożoności od organizmów tkankowych przez
organelle komórkowe do białek i genów. W Instytucie działa 31 laboratoriów, m.in. nowoczesnej Mikroskopii Konfokalnej, Cytometrii
Przepływowej i Skaningowej, Mikroskopii Elektronowej, Testów Behawioralnych i Elektrofizjologii. Instytut dysponuje nowoczesną
aparaturą badawczą i zmodernizowaną zwierzętarnią, pozwalającą na hodowlę zwierząt laboratoryjnych, także transgenicznych, według
najwyższych standardów. Poziom prac eksperymentalnych, publikacje i silne związki z nauką światową plasują Instytut wśród
wiodących placówek biologicznych Europy.
KONTAKTY:
prof. dr hab. Leszek Kaczmarek
Instytut Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.
tel. +48 22 5892240
email: [email protected]
POWIĄZANE STRONY WWW:
https://neurogene.nencki.gov.pl/
Strona Zakładu Neurofizjologii Instytutu Nenckiego.
http://www.nencki.gov.pl/
Strona Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.
http://press.nencki.gov.pl/
Serwis prasowy Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego w Warszawie.
MATERIAŁY GRAFICZNE:
Nencki131002b_fot01s.jpg
HR: http://press.nencki.gov.pl/wp-content/uploads/2013/10/Nencki131002b_fot01.jpg
Badania na myszach umieszczonych w inteligentnych klatkach umożliwiły naukowcom z Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M.
Nenckiego w Warszawie odszukać w mózgu miejsce odpowiedzialne za przechowywanie miłych doznań, a także zidentyfikować białko
odpowiedzialne za powstawanie i przechowywanie tego typu wspomnień. (Źródło: Instytut Nenckiego, Grzegorz Krzyżewski)