Geheugen: neurochemische mechanismen van het geheugen

Hoewel de moleculaire mechanismen van de werking van enkele zenuwcellen studeerde in zijn vele verschijningsvormen en geformuleerde principes van Interneuronale banden, het is nog onduidelijk hoe de moleculaire eigenschappen van neuronen bieden opslag, reproductie en analyseren van informatie - geheugen.

Het feit dat de verworven kennis (evenals morele principes) niet worden overgenomen, en de nieuwe generaties moeten ze opnieuw leren, suggereert dat leren is een proces van het creëren van nieuwe interneuron communicatie en opslag van informatie die door de hersenen het vermogen om deze links te reproduceren als nodig is (om te activeren hen). De moderne neurochemie is echter nog niet in staat om een consistente theorie te presenteren die beschrijft hoe de analyse van de factoren van de externe wereld plaatsvindt in het levende brein. Men kan alleen de problemen schetsen waar wetenschappers van verschillende gebieden van de neurobiologie intensief aan werken.

Bijna alle soorten dieren zijn in staat om veranderingen in de externe omgeving in meer of mindere mate te analyseren en hierop adequaat te reageren. In dit geval is de herhaalde reactie van het lichaam op externe effecten vaak anders dan bij de eerste botsing. Deze observatie laat zien dat levende systemen het vermogen hebben om te leren. Ze hebben een geheugen dat de persoonlijke ervaring van het dier bewaart, die gedragsreacties vormt en kan verschillen van de ervaring van andere individuen.

Biologisch geheugen is divers. Het is niet alleen inherent aan hersencellen. Geheugen van het immuunsysteem, bijvoorbeeld, houdt lange tijd (vaak voor het leven) informatie bij over het eens-in-het-lichaam vreemde antigeen. Wanneer u opnieuw bijeenkomt, activeert het immuunsysteem een antilichaamreactie waarmee u de infectie snel en effectief kunt verslaan. Het immuunsysteem "weet" echter hoe te reageren op een bekende factor en wanneer het een onbekende agent tegenkomt, moet het opnieuw een gedragsstrategie ontwikkelen. Het zenuwstelsel kan, in tegenstelling tot het immuunsysteem, worden getraind om een gedragsstrategie te creëren in de nieuwe omstandigheden, gebaseerd op de "levenservaring", die het mogelijk maakt om een effectieve reactie op een onbekende stimulus te ontwikkelen.

De belangrijkste vragen die moeten worden beantwoord in de studie van moleculaire mechanismen van het geheugen zijn: welke metabole veranderingen komen voor in neuronen wanneer ze een externe stimulus tegenkomen, waardoor de opgeslagen informatie gedurende een bepaalde (soms lange) tijd kan worden bewaard; in welke vorm de ontvangen informatie wordt opgeslagen; hoe wordt het geanalyseerd?

In het proces van actief leren, dat op jonge leeftijd plaatsvindt, zijn er veranderingen in de structuur van neuronen, neemt de dichtheid van synaptische contacten toe, neemt de verhouding van gliale en zenuwcellen toe. Het is moeilijk om het proces van rijping van de hersenen en structurele veranderingen, die moleculaire dragers van het geheugen zijn, te onderscheiden. Het is echter duidelijk dat voor de volledige ontwikkeling van intelligentie de taken van de externe omgeving moeten worden opgelost (herinner aan het fenomeen Mowgli of aan de problemen van aanpassing aan het leven in de natuur van dieren die in gevangenschap zijn gekweekt).

In het laatste kwart van de twintigste eeuw. Er werden pogingen ondernomen om de morfologische kenmerken van de hersenen van A. Einstein in detail te bestuderen. Het resultaat was echter nogal teleurstellend - er werden geen kenmerken onthuld die hem onderscheiden van de gemiddelde moderne hersenen. De enige uitzondering was een zekere (onbeduidende) overmaat van de verhouding van gliale en zenuwcellen. Betekent dit dat de moleculaire geheugenprocessen geen zichtbare sporen nalaten in de zenuwcellen?

Aan de andere kant is lang vastgesteld dat remmers van DNA-synthese het geheugen niet beïnvloeden, terwijl remmers van transcriptie en translatie geheugenprocessen schaden. Betekent dit dat bepaalde eiwitten in hersenneuronen dragers van het geheugen zijn?

De organisatie van de hersenen is zodanig dat de belangrijkste functies geassocieerd met de perceptie van externe signalen en reacties daarop (bijvoorbeeld met motorische reactie) gelocaliseerd zijn in bepaalde delen van de hersenschors. Vervolgens zou de ontwikkeling van de verworven reacties (geconditioneerde reflexen) een "sluiting van de bindingen" moeten zijn tussen de overeenkomstige centra van de cortex. De experimentele schade aan dit centrum moet het geheugen van deze reflex vernietigen.

Experimentele neurofysiologie heeft echter veel bewijs verzameld dat de herinnering aan verworven vaardigheden wordt gedistribueerd naar verschillende delen van de hersenen en niet alleen geconcentreerd in het gebied dat verantwoordelijk is voor de betreffende functie. Experimenten met gedeeltelijke overtreding van de cortex bij ratten getraind om het doolhof navigeren, in bleek dat de tijd die nodig is om de verstoorde vaardigheid in verhouding tot de omvang van de verwoesting te herstellen en is niet afhankelijk van de lokalisatie.

Waarschijnlijk omvat de ontwikkeling van gedrag in het labyrint de analyse van een hele reeks factoren (olfactorisch, smaak, visueel), en de hersenregio's die verantwoordelijk zijn voor deze analyse kunnen zich in verschillende hersengebieden bevinden. Dus, hoewel voor elke component van de gedragsreactie er een bepaald deel van de hersenen is, wordt de algemene reactie gerealiseerd wanneer ze een wisselwerking hebben. Niettemin zijn er in het brein afdelingen gevonden waarvan de functie rechtstreeks verband houdt met geheugenprocessen. Het is een hippocampus en een amygdaloid complex, evenals kernen van de middellijn van de thalamus.

Een reeks veranderingen in het CNS, geassocieerd met de fixatie van informatie (beeld, type gedrag, etc.), neurowetenschappers worden een engram genoemd. Moderne ideeën over de moleculaire mechanismen van het geheugen suggereert dat de betrokkenheid van de individuele structuren van de hersenen in het proces van herinneren en opslaan van informatie niet specifiek n-gram wordt opgeslagen, en de regeling van de instelling en de werking van neurale netwerken uitvoeren imprinting, vastlegging en weergave van informatie.

Over het algemeen gegevens die in de studie van gedrags reflexen en elektrische activiteit van de hersenen, blijkt dat gedrags- en emotionele levensuitingen niet gelokaliseerd in een specifieke groep van neuronen in de hersenen, en worden uitgedrukt in het veranderen van de interactie van een groot aantal zenuwcellen die de werking van de gehele hersenen als weerspiegelen van een geïntegreerd systeem.

Om de stroom van het proces van het onthouden van nieuwe informatie in de loop van de tijd te beschrijven, worden de termen kortetermijngeheugen en langetermijngeheugen vaak gebruikt. In het kortetermijngeheugen kan informatie worden opgeslagen van breuken van een seconde tot tientallen minuten, terwijl in het langetermijngeheugen informatie soms gedurende het hele leven wordt bewaard. Om het eerste type geheugen in een tweede te converteren, is een zogenaamd consolidatieproces nodig. Soms wordt het toegewezen aan een afzonderlijke fase van het tussengeheugen. Al deze termen, die waarschijnlijk de voor de hand liggende processen weerspiegelen, zijn echter nog niet gevuld met echte biochemische gegevens.

Typen geheugen en hun modulatie (door: Ashmarin, 1999)

Typen geheugen	Remmers, effecten
Korte-termijn geheugen	Electroshock, cholinolytics (atropine, scopolamine), galanin, US1 (inleiding tot specifieke delen van de hersenen)
Tussengeheugen (consolidatie)	Remmers van het energiemetabolisme, ouabain, hypoxie, remmers van de synthese van RNA en eiwitten (anisomycin, cycloheximide, puromycine, actinomycine D, RNase), antilichamen tegen eiwitten neurospecifieke (vasopressine, eiwit B-100), 2-amino-5-fosfornovalerianovaya acid (6- AGC)
Langdurig (levenslang) geheugen	Remmers die onomkeerbaar in overtreding zijn, zijn niet bekend. Gedeeltelijk geremd door atropine, diisopropylfluorofosfaat, scopolamine

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

Korte-termijn geheugen

Kortetermijngeheugen, dat informatie analyseert die afkomstig is van verschillende sensorische organen, en de verwerking ervan, wordt gerealiseerd met de deelname van synaptische contacten. Dit lijkt voor de hand te liggen, aangezien de tijd waarin deze processen plaatsvinden onvergelijkbaar is met de tijd van synthese van nieuwe macromoleculen. Dit wordt bevestigd door het vermogen om kortetermijngeheugen te remmen door synaptische remmers en de ongevoeligheid voor remmers van eiwit- en RNA-synthese.

Het consolidatieproces duurt langer en past niet in een strikt gedefinieerd interval (van enkele minuten tot meerdere dagen). Waarschijnlijk wordt de duur van deze periode zowel beïnvloed door de kwaliteit van de informatie als door de toestand van de hersenen. Informatie die de hersenen als essentieel beschouwen, ondergaat geen consolidatie en verdwijnt uit het geheugen. Het blijft een raadsel hoe de kwestie van de waarde van informatie wordt besloten en wat de echte neurochemische mechanismen van het consolidatieproces zijn. De hele duur van het consolidatieproces stelt ons in staat om te overwegen dat het een constante staat van de hersenen is die continu het "denkproces" uitvoert. De uiteenlopende aard van de informatie die de hersenen binnenkomt voor analyse, en het brede scala van verschillende remmende mechanismen van het consolidatieproces, suggereren dat in dit stadium een verscheidenheid aan neurochemische mechanismen bij de interactie betrokken zijn.

Het gebruik van verbindingen die in de tabel worden aangegeven als remmers van het consolidatieproces veroorzaakt geheugenverlies bij de proefdieren: het onvermogen om de ontwikkelde gedragsvaardigheden te reproduceren of om de verkregen informatie voor gebruik te presenteren.

Interessant is dat sommige remmers zich manifesteren na de presentatie van onthouden informatie (retrograde amnesie) en andere - indien toegepast in de voorgaande periode (anterograde amnesie). Algemeen bekende experimenten op het onderwijzen van kippen om graan te onderscheiden van oneetbare, maar vergelijkbare groottevoorwerpen. Introductie van de hersenen van kuikens, remmende eiwitsynthese van cycloheximide interfereerde niet met het leerproces, maar belette volledig de fixatie van de vaardigheid. In tegenstelling hiermee remde de toediening van remmers van de Na-pomp (Na / K-ATPase) van ouabain het leerproces volledig zonder de reeds gevormde vaardigheden te beïnvloeden. Dit betekent dat de N-pomp betrokken is bij de vorming van kortetermijngeheugen, maar niet deelneemt aan de consolidatieprocessen. Bovendien geven de resultaten van experimenten met cycloheximide aan dat de synthese van nieuwe eiwitmoleculen noodzakelijk is voor de implementatie van consolidatieprocessen, maar niet noodzakelijk is voor de vorming van kortetermijngeheugen.

Bijgevolg omvat training tijdens de vorming van kortetermijngeheugen de activering van bepaalde neuronen en consolidatie - het creëren van langdurige interneuronale netwerken om de interactie te consolideren waarin de synthese van speciale eiwitten noodzakelijk is. Het is niet te verwachten dat deze eiwitten drager zullen zijn van specifieke informatie, hun vorming kan "slechts" een stimulans zijn voor de activering van inter-neurale verbindingen. Hoe consolidatie leidt tot de vorming van een langetermijngeheugen dat niet kan worden verstoord, maar op verzoek kan worden gereproduceerd, blijft onduidelijk.

Tegelijkertijd is het duidelijk dat het creëren van een sterke vaardigheid het vermogen is van de neuronenpopulatie om een netwerk te vormen waarin signaaloverdracht het meest waarschijnlijk is, en dit vermogen van de hersenen kan nog lang aanwezig blijven. De aanwezigheid van een dergelijk interneuronaal netwerk verhindert niet dat neuronen betrokken raken bij vergelijkbare andere netwerken. Daarom is het duidelijk dat de analytische mogelijkheden van de hersenen erg groot zijn, zo niet onbeperkt. Het is ook duidelijk dat de realisatie van deze vermogens afhangt van de intensiteit van de training, vooral tijdens de rijping van de hersenen in de ontogenese. Met de leeftijd valt het leervermogen.

Leren is nauw verwant aan het vermogen tot plasticiteit - het vermogen van synaptische contacten tot functionele veranderingen die optreden in het proces van functioneren, gericht op synchronisatie van neuronale activiteit en het creëren van inter-neurale netwerken. De manifestatie van plasticiteit gaat gepaard met de synthese van specifieke eiwitten die bekende (bijv. Receptor) of onbekende functies uitvoeren. Één van de leden van dit programma is een proteïne S-100 betreffende annexine detecteerbaar in de hersenen en in het bijzonder in grote hoeveelheden (kreeg zijn naam aan de mogelijkheid oplosbaar blijven bij 100 procent verzadiging van ammoniumsulfaat bij neutrale pH). Het gehalte in de hersenen is enkele ordes van grootte groter dan in andere weefsels. Het hoopt zich voornamelijk op in gliacellen en wordt gevonden in de buurt van synaptische contacten. Het eiwitgehalte van S-100 in de hersenen begint 1 uur na de training te stijgen en bereikt een maximum na 3-6 uur, waarbij het gedurende een aantal dagen op een hoog niveau blijft. De introductie van antilichamen tegen dit eiwit in de ventrikels van het brein van de hersenen verstoort het leervermogen van dieren. Dit alles stelt ons in staat om de proteïne S-100 te beschouwen als een deelnemer in het creëren van inter-neurale netwerken.

Moleculaire mechanismen van plasticiteit van het zenuwstelsel

De plasticiteit van het zenuwstelsel wordt gedefinieerd als het vermogen van neuronen om signalen van de externe omgeving waar te nemen die het harde determinisme van het genoom veranderen. Plasticiteit impliceert de mogelijkheid om het functionele programma voor de interactie van neuronen in reactie op veranderingen in de externe omgeving te veranderen.

Moleculaire mechanismen van plasticiteit zijn veelvuldig. Laten we de belangrijkste bekijken van het voorbeeld van het glutamaterge systeem. Bij de glutamaterge synaps worden gelijktijdig verschillende receptoren gevonden, zowel ionotroop als metabotroop. Afgifte van glutamaat in de synaptische spleet in het proces van excitatie leidt tot de activering van AMPA en kainaat geactiveerde ionotrope receptoren, waardoor depolarisatie van het postsynaptische membraan. Bij de grootte van de transmembraanpotentiaal die overeenkomt met de rustpotentiaal, worden NMDA-receptoren niet geactiveerd door glutamaat omdat hun ionkanalen zijn geblokkeerd. Om deze reden hebben NMDA-receptoren geen kans op onmiddellijke activatie. Wanneer het synaptische membraan echter begint te depolariseren, worden magnesiumionen verwijderd van de bindingsplaats, wat de affiniteit van de receptor voor glutamaat sterk verhoogt.

Activerende receptor YNMDA binnenkomen van calcium in de zone via postsynaptische ionkanalen die tot de NMDA receptor molecuul veroorzaakt. Calciuminname ook waargenomen door voltage-gevoelige calciumkanalen worden geactiveerd als gevolg van de werking van kaïnaat en AMPA glutamaatreceptoren. Als gevolg van het aggregaat van deze processen in de post-synaptische zone, neemt het gehalte aan calciumionen toe. Dit signaal te zwak is om de activiteit van talrijke enzymen die gevoelig is voor calciumionen veranderen, maar groot genoeg is om fosfolipase C-membraan te activeren, waarbij het substraat een fosfo en veroorzaken de accumulatie van inositol fosfaten en inositol-3 activatie-fosfatzavisimogo calciumafgifte van het endoplasmatisch reticulum.

Aldus veroorzaakt de activering van ionotrope receptoren niet alleen depolarisatie van het membraan in de postsynaptische zone, maar creëert ook omstandigheden voor een significante toename in de concentratie van geïoniseerd calcium. In de tussentijd wordt glutamaat geactiveerd in de synaptische regio en metabotropische receptoren. Dientengevolge wordt het mogelijk om de corresponderende G-proteïnen "bevestigd" aan verschillende effectorsystemen te activeren. Kinasen, die verschillende doelen fosforyleren, waaronder ionotrope receptoren, kunnen worden geactiveerd, waardoor de activiteit van de kanaalstructuren van deze formaties wordt gewijzigd.

Bovendien bevinden glutamaatreceptoren zich ook op het presynaptische membraan, dat ook een kans heeft om in contact te komen met glutamaat. Metabotropische receptoren van dit synapsgebied zijn geassocieerd met de activering van het glutamaatverwijderingssysteem van de synaptische kloof die werkt volgens het principe van glutamaatheropname. Dit proces hangt af van de activiteit van de N-pomp, omdat het een secundair actief transport is.

Activering van de NMDA-receptoren aanwezig op het presynaptische membraan veroorzaakt ook een toename in het niveau van geïoniseerd calcium in het presynaptische gebied van de synaptische terminatie. De accumulatie van calciumionen synchroniseert de fusie van synaptische vesikels met het membraan, waardoor de afgifte van de mediator in de synaptische kloof wordt versneld.

Als synaps komt serie excitatiepulsen en de totale concentratie aan vrije calciumionen wordt aanhoudend verhoogde activering van calcium afhankelijke proteasen calpaïne kan worden waargenomen, die splitst één van de structurele eiwitten fodrine maskeren glutamaatreceptoren en voorkomen van interactie met glutamaat. Aldus afgifte van de neurotransmitter in de synaptische spleet na excitatie levert vele mogelijkheden, kan de uitvoering van die leiden tot verhoging of remming van een signaal, of een ruimen: synaps werkt volgens het principe van multivariate en uitgevoerd op elk moment pad hangt af van verschillende factoren.

Een van deze mogelijkheden is de zelfafstemming van de synaps voor de beste signaaloverdracht, die versterkt bleek te zijn. Dit proces wordt lange termijn potentiation (LTP) genoemd. Het bestaat erin dat, met langdurige hoogfrequente stimulatie, de reacties van de zenuwcel op binnenkomende impulsen worden versterkt. Dit fenomeen is een van de kanten van plasticiteit, die is gebaseerd op het moleculaire geheugen van de neuronale cel. De periode van versterking op lange termijn gaat gepaard met verhoogde fosforylering van bepaalde neuronale eiwitten door specifieke proteïnekinasen. Een van de resultaten van het verhogen van het niveau van calciumionen in de cel is de activering van Ca-afhankelijke enzymen (calpaïne, fosfolipasen, Ca-calmoduline-afhankelijke eiwitkinasen). Sommige van deze enzymen zijn gerelateerd aan de vorming van actieve vormen van zuurstof en stikstof (NADPH-oxidase, NO-synthase, etc.). Als gevolg hiervan kan een accumulatie van vrije radicalen worden geregistreerd in de geactiveerde neuron, die worden beschouwd als secundaire bemiddelaars van metabole regulatie.

Een belangrijk, maar niet het enige, gevolg van de accumulatie van vrije radicalen in een neuronale cel is de activering van de zogenaamde vroege-reactiegenen. Dit proces is de vroegste en snelste voorbijgaande respons van de celkern op het signaal van vrije radicalen, de activering van deze genen vindt plaats in 5-10 minuten en duurt enkele uren. Deze genen omvatten de groepen c-fos, c-jun, c-junB, zif / 268, enz. Ze coderen voor verschillende extensieve families van specifieke transcriptionele eiwitten.

Activatie van onmiddellijke-responsgenen vindt plaats met de deelname van de nucleaire factor NF-kV, die via de kernmembraan de kern binnen moet dringen om zijn actie te realiseren. Het voorkomt het binnendringen van het feit dat deze factor is een dimeer van twee eiwitten (p50 en p65) in het cytoplasma gecomplexeerd met een remmer eiwit en niet in de kern voeren. Het remmende eiwit is een substraat voor fosforylering door een specifiek proteïnekinase en dissocieert vervolgens van het complex, wat de weg vrijmaakt voor de NF-KB B-kern. De activerende cofactor van proteïnekinase is waterstofperoxide, dus de vrije radicaalgolf die de cel vangt, veroorzaakt een aantal van de hierboven beschreven processen, leidend tot de activering van genen voor vroege respons. Activering van c-fos kan ook de synthese van neurotrofinen en de vorming van neurieten en nieuwe synapsen veroorzaken. Potentie op lange termijn veroorzaakt door hoogfrequente stimulering van de hippocampus leidt tot activering van zif / 268, coderend voor het Zn-gevoelige DNA-bindende eiwit. NMDA-receptorantagonisten blokkeren de versterking op lange termijn en actieve stoffen van zif / 268.

Een van de eersten die in 1949 een poging ondernam om het mechanisme van het analyseren van informatie in de hersenen te begrijpen en een gedragstrategie te ontwikkelen, was SO Hebb. Hij suggereerde dat om deze taken uit te voeren, de functionele associatie van neuronen - het lokale interneurale netwerk - in de hersenen zou moeten worden gevormd. Verfijnde en verdiepte deze representaties M. Rozenblat (1961), die de hypothese "Unsupervised correlation base learning" formuleerde. Volgens de ideeën die door hem zijn ontwikkeld, kunnen neuronen in het geval van het genereren van een reeks ontladingen worden gesynchroniseerd door de associatie van bepaalde (vaak morfologisch van elkaar afgelegen) cellen door zelfafstemming.

Modern neurochemistry bevestigt de mogelijkheid van een dergelijke bootstrapping neuronen op een gemeenschappelijke frequentie, het uitleggen van de functionele betekenis van de serie spannend "bits" voor .sozdaniya Interneuronale ketens. Met het glutamaat analogon met een fluorescerend label en gewapend met moderne technologie, was het mogelijk aan te tonen dat zelfs als een synaps excitatie stimulatie tamelijk ver synaptische structuur kan uitstrekken door de vorming van zogenaamde glutamaat wave. De voorwaarde voor de vorming van een dergelijke golf is de frequentie van de signalen in een bepaald frequentieregime. Remming van de glutamaattransporter verhoogt de betrokkenheid van neuronen bij het synchronisatieproces.

Naast het glutamaterge systeem, dat direct gerelateerd is aan de leer (onthoudings) processen, nemen andere hersensystemen ook deel aan de vorming van geheugen. Het is bekend dat het vermogen om te leren een positieve correlatie vertoont met de activiteit van choline-acetyltransferase en een negatieve met een enzym dat deze mediator hydrolyseert met acetylcholinesterase. Choline-acetyltransferase-remmers verstoren het leerproces en cholinesteraseremmers dragen bij tot de ontwikkeling van defensieve reflexen.

Bij de vorming van het geheugen nemen ook biogene aminen, norepinefrine en serotonine deel. Bij het ontwikkelen extinctie met een negatieve (elektrobolevym) versterking een activering van het noradrenerge systeem, en indien positief (voedsel) vergroting noradrenaline metabolisme afneemt. Serotonine vergemakkelijkt daarentegen de ontwikkeling van vaardigheden in omstandigheden van positieve versterking en heeft een negatief effect op de vorming van een verdedigingsreactie. Dus in het proces van geheugenconsolidatie serotonerge en noradrenaline systemen zijn een soort antagonisten en aandoeningen veroorzaakt door overmatige ophoping van serotonine, blijkbaar, kan worden gecompenseerd door het activeren van het noradrenerge systeem.

De betrokkenheid van dopamine bij de regulatie van geheugenprocessen is multifactoriaal van aard. Aan de ene kant is gebleken dat het de ontwikkeling van geconditioneerde reflexen met negatieve versterking kan stimuleren. Aan de andere kant vermindert het de fosforylering van neuronale eiwitten (bijv. B-50-eiwit) en induceert het fosfoinositol-uitwisseling. Er kan worden aangenomen dat het dopaminerge systeem deelneemt aan geheugenconsolidatie.

Neuropeptiden die tijdens excitatie in de synaps vrijkomen, zijn ook betrokken bij geheugenvormingsprocessen. Vasoactief intestinaal peptide de affiniteit van de nicotinische acetylcholinereceptor de mediator in een paar duizend keer, wat bijdraagt aan het cholinerge systeem functioneren. Vasopressine hormoon vrijkomt uit de hypofyse, dat wordt gesynthetiseerd in de supraoptische nuclei van de hypothalamus is axonale stroom naar de achterkwab van de hypofyse, waar het wordt opgeslagen in synaptische blaasjes en vrij in het bloed daarvan. Dit hormoon en hypofyse adrenocorticotroop hormoon (ACTH) continu werken in de hersenen als regulatoren geheugenprocessen. Benadrukt moet worden dat dit effect verschillend van hun hormonale activiteit - fragmenten van deze verbindingen verstoken zijn van deze activiteit hebben dezelfde invloed op het leerproces, evenals de gehele molecule.

Nonpeptidische geheugenstimulators zijn bijna onbekend. De uitzondering is orotaat en wordt veel gebruikt in de kliniek piracetam. Dit laatste is een chemisch analoog van gamma-aminoboterzuur en behoort tot de groep van zogenaamde noötropische geneesmiddelen, waarvan een van de effecten de versterking van de cerebrale circulatie is.

Met de studie van de rol van orotaat in de mechanismen van geheugenfixatie, wordt intriges geassocieerd met de geest van neurochemisten in de tweede helft van de 20e eeuw. Het verhaal begon met de experimenten van J. McConnell over de ontwikkeling van vlakke wormen van primitieve reflex tot primitieve platte wormen. Na het creëren van een stabiele reflex, sneed hij de planarius in twee delen en controleerde het leervermogen van dezelfde reflex bij dieren die uit beide helften regenereerden. Verrassing was dat niet alleen de individuen die werden verkregen van het hoofdgedeelte een verhoogd leervermogen hadden, maar die die uit de staart werden geregenereerd veel sneller werden getraind dan de controlepersonen. Om beide te trainen was driemaal minder tijd nodig dan voor individuen die werden geregenereerd van controledieren. McConnell concludeerde dat de verkregen reactie wordt gecodeerd door een stof die zich ophoopt in zowel het kop- als het staartgedeelte van het vlakke lichaam.

Spelen McConnell resultaten op andere sites over een aantal moeilijkheden, zodat de wetenschapper een charlatan verklaard, en zijn artikelen niet langer voor publicatie in alle wetenschappelijke tijdschriften geaccepteerd. De woedende auteur richtte zijn eigen tijdschrift op, waar hij niet alleen de resultaten van latere experimenten publiceerde, maar ook cartoons over zijn recensenten en lange beschrijvingen van de experimenten die hij uitvoerde in reactie op kritische opmerkingen. Dankzij de zekerheid van McConnell over zijn juistheid kan de moderne wetenschap terugkeren naar een analyse van deze oorspronkelijke wetenschappelijke gegevens.

Opmerkelijk is dat weefsel "getraind" planarians gedetecteerd hoog gehalte orotzuur, dat een metaboliet nodig voor RNA-synthese verkregen resultaten McConnell, kunnen als volgt worden geïnterpreteerd: Omstandigheden snellere training creëert verhoogd gehalte y orotaat "Getrainde" planariërs. Bij het onderzoeken van het leren van de geregenereerde planariërs, worden ze niet geconfronteerd met de overdracht van geheugen, maar met de overdracht van vaardigheden naar de vorming ervan.

Aan de andere kant bleek dat wanneer de regeneratie van planariërs wordt uitgevoerd in de aanwezigheid van RNase, alleen de individuen verkregen uit het kopfragment een verhoogd leervermogen vertonen. Onafhankelijke experimenten uitgevoerd aan het einde van de twintigste eeuw. G. Ungar, toegestaan om te isoleren van de hersenen van dieren met een darkness avoidance reflex, een peptide met 15 leden, genaamd scotofobin (inductor van angst voor duisternis). Blijkbaar zijn zowel RNA als sommige specifieke eiwitten in staat om voorwaarden te creëren voor het triggeren van functionele verbindingen (interneuronale netwerken), vergelijkbaar met die welke in het oorspronkelijke individu waren geactiveerd.

In 2005 werd de 80ste verjaardag van McConnel gevierd, waarvan de experimenten de start was van de studie van moleculaire geheugendragers. Aan het begin van de 20e en 21e eeuw. Nieuwe methoden van genomica en proteomics zijn verschenen, waarvan het gebruik het mogelijk heeft gemaakt om de betrokkenheid van laagmoleculaire fragmenten van transport-RNA in de consolidatieprocessen te onthullen.

De nieuwe feiten maken het mogelijk om het concept van niet-participatie van DNA in de mechanismen van langetermijngeheugen te herzien. De detectie van RNA-afhankelijk DNA-polymerase in het hersenweefsel en de aanwezigheid van een positieve correlatie van zijn activiteit met leervermogen duiden op de mogelijkheid van DNA-deelname aan de processen van geheugenvorming. Het bleek dat de ontwikkeling van geconditioneerde reflexen met voedsel scherp bepaalde regio's activeert (genen die verantwoordelijk zijn voor de synthese van specifieke eiwitten) van DNA in de neocortex. Opgemerkt wordt dat de activering van DNA voornamelijk gebieden beïnvloedt die zelden in het genoom worden gerepliceerd en niet alleen in nucleair maar ook in mitochondriaal DNA wordt waargenomen, en in het laatste - in grotere mate. De factoren die het geheugen onderdrukken, onderdrukken tegelijkertijd deze synthetische processen.

Sommige stimulerende middelen om uit het hoofd te leren (op: Ashmarin, Stukalov, 1996)

Specificiteit van actie	Stimulerende middelen
	Klassen van verbindingen	Voorbeelden van stoffen
Relatief specifieke agenten	Regulerende peptiden	Vasopressine en zijn analogen, dipeptide pEAO, ACTH en zijn analogen
	Niet-peptidische verbindingen	Pyracetam, gangliosiden
	Regulatoren van het RNA-metabolisme	Oroteren, RNA met laag molecuulgewicht
Brede spectrum agenten	Zenuwstimulator	Fenylalkylamines (fenamine), fenylalkyloidonimines (synococarb)
	Antidepressiva	2- (4-methyl-1-piperazinyl) -10-methyl-3,4-diazafenoxazine (azafen)
	Modulatoren van het cholinerge systeem	Cholinomimetica, acetylcholinesteraseremmers

De tabel toont voorbeelden van verbindingen die het onthouden stimuleren.

Het is mogelijk dat de studie van de participatie van DNA in de processen van geheugenvorming een redelijk antwoord geeft op de vraag of er voorwaarden zijn waaronder de gegenereerde vaardigheden of de opgedane indrukken kunnen worden geërfd. Het is mogelijk dat de genetische herinnering aan de al lang bestaande gebeurtenissen die de voorouders hebben meegemaakt, aan de basis ligt van enkele onverklaarde verschijnselen van de psyche.

Volgens de geestige, hoewel onbewezen mening, vliegen in een droom, bij de definitieve totstandkoming van de volwassen hersenen, ervaren door ieder van ons in de jeugd, weerspiegelt het gevoel van de vlucht, ervaren door onze voorouders op een moment dat ze kampeerden in de bomen. Geen wonder dat de vliegende droom eindigt nooit vallen - omdat die voorouders, die in de herfst geen tijd om de tak vast te grijpen, hoewel ervaren dit gevoel voordat hij stierf, maar heeft het nageslacht niet geven ...