მეხსიერების ქიმიური გასაღები

ადამიანის მეხსიერების, როგორც უნივერსალური ფენომენის გამოცანა 21-ე საუკუნის ერთ-ერთი მთავარი სამეცნიერო პრობლემაა, რომლის გადაჭრაც ქიმიკოსების, ფიზიკოსების, ბიოლოგების, ფიზიოლოგების, მათემატიკოსებისა და სხვათა ერთობლივი ძალისხმევითაა შესაძლებელი. დღეისთვის ჯერ ისევ შორსაა სრულფასოვანი ახსნა იმისა, თუ რა მოგვდის ადამიანებს, როდესაც „ვიმახსოვრებთ“, „ვივიწყებთ“, „კვლავ გვახსენდება“, თუმცა ბოლო პერიოდის აღმოჩენები გვაფიქრებინებს, რომ მეცნიერები სწორი მიმართულებით მიდიან.

დღეისათვის საბაზისო შეკითხვაზე – რას წარმოადგენს მეხსიერება დროსა და სივრცეში? – პასუხი მხოლოდ ჰიპოთეზებსა და ვარაუდებს ემყარება. თუ ვისაუბრებთ სივრცეზე, მაშინ უნდა ითქვას, რომ საბოლოოდ მაინც გაურკვეველია, კონკრეტულად სადაა ტვინში განლაგებული მეხსიერება და როგორაა იგი ორგანიზებული. მეცნიერულ მონაცემებზე დაყრდნობით ვარაუდობენ, რომ მეხსიერების ელემენტები ყველგანაა, „რუხი ნივთიერების“ ყოველ უბანზე. უფრო მეტიც, ერთი და იგივე ინფორმაცია მეხსიერების განსხვავებულ უბნებზე შეიძლება ჩაიწეროს.

დადგენილია, რომ სივრცითი მეხსიერება (როცა პირველად დანახულ გარემოს – ოთახს, ქუჩას, პეიზაჟს – ვიმახსოვრებთ) დაკავშირებულია ტვინის იმ სეგმენტთან, რომელსაც ჰიპოკამპი ეწოდება. თუკი ათი წლის შემდეგ შევეცდებით, აღვიდგინოთ ეს გარემო, მაშინ ის სულ სხვა სეგმენტის ხარჯზე მოხდება.

ვიმახსოვრებთ სიამოვნებით

გასაკვირია, რომ მეხსიერების ისეთი ზუსტი თანმიმდევრული გადაადგილება ოპერატიულიდან მუდმივში, როგორც ეს ხდება კომპიუტერში, ტვინში არ ხდება. მუშა მეხსიერება, რომელიც უშუალოდ შეგრძნებებს აფიქსირებს, ამავდროულად მეხსიერების ისეთ მექანიზმებსაც ამოქმედებს, როგორიცაა ხანგრძლივი და საშუალოდ აუცილებელი მეხსიერება. მაგრამ ტვინი ენერგოტევადი სისტემაა, რომელიც ცდილობს საკუთარი რესურსების გახარჯვის ოპტიმიზაციას, მათ შორის მეხსიერებისაც.

ამიტომ ბუნებამ მრავალსაფეხურიანი სისტემა შექმნა. მუშა მეხსიერება სწრაფად ფორმირდება და ასევე სწრაფად იშლება. ამისთვის სპეციალური მექანიზმი არსებობს. რაც შეეხება მართლაც მნიშვნელოვან მოვლენებს, ისინი ხანგრძლივად ინახება. მათი მნიშვნელოვნება კი ემოციით განისაზღვრება, რომელსაც ეს ინფორმაცია იწვევს. ფიზიოლოგიის დონეზე ემოცია მძლავრი ბიოქიმიური მოდელირებადი სისტემების ამოქმედებაა. ეს სისტემები გადაისვრიან მედიატორ ჰორმონებს, რომლებიც მეხსიერების ბიოქიმიას საჭირო მიმართულებით ცვლიან. მათ შორისაა სიამოვნების მრავალფეროვანი ჰორმონები, რომელთა დასახელებებიც უფრო კრიმინალურ ქრონიკას წააგავს, ვიდრე ნეიროფიზიოლოგიას: ესაა მორფინები, ოპიოიდები, კანაბინოიდები – ანუ ჩვენი ორგანიზმის მიერ გამომუშავებული ნარკოტიკული ნივთიერებები. კერძოდ, ენდოკანაბინოიდები გენერირდებიან უშუალოდ სინაპსებში – ნერვული უჯრედების მაკავშირებლებში.

ისინი ზემოქმედებენ სინაპსების ეფექტურობაზე და ამგვარად ხელს უწყობენ, სხვადასხვა ინფორმაციის მეხსიერებაში ჩაწერას.
მედიატორ ჰორმონთა რიგის სხვა ნივთიერებები კი პირიქით, თრგუნავენ მუშა მეხსიერებიდან ხანგრძლივში მონაცემთა გადაადგილების პროცესს. ამჟამად აქტიური შესწავლის ფაზაშია, მეხსიერების ემოციონალური, ანუ ბიოქიმიური გამყარების ფაქტორები.

პრობლემა ის გახლავთ, რომ ასეთი სახის ლაბორატორიული კვლევები, მხოლოდ ცხოველებზეა შესაძლებელი, მაგრამ რა უნდა გვიამბოს საკუთარ ემოციებზე ლაბორატორიის ვირთხამ?

როდესაც ჩვენ მეხსიერებაში რაღაცას ვინახავთ, დგება დრო ამ ინფორმაციის გახსენების, ანუ მეხსიერებიდან ამოღების. რამდენად სწორია ეს სიტყვა “ამოღება“. თუ დავფიქრდებით – არც ისე. როგორც ჩანს, მეხსიერების მექანიზმები კი არ ამოიღებენ ინფორმაციას, არამედ თავიდან ახდენენ მის გენერირებას, რადგან ამ მექანიზმებში ინფორმაცია არაა. მაშინ სად ინახება ეს ინფორმაცია და რა „სიგნალებით“ ხდება მისი გადამუშავება მეხსიერებაში, ამის თქმა ძნელია. თუმცა უკვე ცნობილია, რომ მოგონებებისას მეხსიერება მოდიფიცირდება. ყოველ შემთხვევაში ეს ასეა მეხსიერების ზოგიერთ სახეობასთან მიმართებაში.

არა ელექტროობა, არამედ ქიმია

უკანასკნელ წლებში მნიშვნელოვანი აღმოჩენები გაკეთდა – ჩატარდა მთელი რიგი სამუშაოები რათა გაერკვიათ, როგორ ხდება მეხსიერების მოდიფიცირება ან თუნდაც წაშლა. ეს სამუშაოები „მეხსიერების მოლეკულას“ მიეძღვნა. ასეთი მოლეკულის ან აზრისა და მეხსიერების მატერიალური მატარებლის გამოყოფას, უკვე ორასი წელია ცდილობენ, თუმცა ამაოდ. საბოლოოდ ნეიროფიზიოლოგები იმ დასკვნამდე მივიდნენ, რომ ტვინში მეხსიერებისათვის არაფერი სპეციფიკური არაა: არის 100 მილიარდი ნეირონი მათ შორის 10 კვადრილიონი მაკავშირებლით, და ამ კოსმიური მასშტაბების ქსელში ერთგვაროვნად კოდირებულია მეხსიერება, აზრი და ქცევა.
იყო მცდელობები, დაებლოკათ ტვინში ცალკეული ქიმიური ნივთიერებები, ეს კი იწვევდა მეხსიერებისა და ასევე ორგანიზმში მიმდინარე პროცესების ცვლილებებს. მხოლოდ 2006 წელს გამოჩნდა პირველი შრომები ბიოქიმიურ სისტემაზე, რომელიც ძალიან სპეციფიკურია მეხსიერებისათვის. მისი ბლოკირება არ იწვევდა არანაირ ცვლილებას არც ქცევაში, არც სწავლის უნარში. იწვევდა მხოლოდ მეხსიერების ნაწილობრივ დაკარგვას. მაგალითად, თუ ბლოკატორის ჰიპოკამპში შეყვანისას, იკარგებოდა გარემოების მეხსიერება, ამიგდალაში შეყვანისას კი – ემოციური შოკის მეხსიერება.

აღმოჩენილი ბიოქიმიური სისტემა ცილას, პროტეინკინაზა M-ზეტას წარმოადგენს, ფერმენტს, რომელიც დანარჩენ ცილებს აკონტროლებს.

მოლეკულა მუშაობს, ტვინის ნეირონთაშორის სინაპსებთან ერთად. აქვე უნდა განვმარტოთ ამ კონტაქტების სპეციფიკა. ტვინს ხშირად ადარებენ კომპიუტერს. ამიტომ ბევრი ფიქრობს, რომ კავშირი ნეირონებს შორის, რაც ქმნის იმას, რასაც აზროვნებასა და მეხსიერებას ვუწოდებთ, წმინდად ელექტრონული ხასიათისაა. ეს ასე არაა, სინაფსების ენა ქიმიაა, სადაც ერთი სახის მოლეკულები ურთიერთქმედებენ სხვა მოლეკულებზე (რეცეპტორებთან), და მხოლოდ ამის შემდეგ იწყება ელექტრონული პროცესები.

განსაკუთრებული თვისებების ცილა

პროტეინკინაზა M-ზეტას აკონტროლებს სინაპსით რეცეპტორების მიწოდებას ნერვული უჯრედების გავლით და ასე ზრდის მის ეფექტიანობას. როცა ეს მოლეკულები ერთვებიან, ერთდროულად ათიათასობით სინაპსის მუშაობაში, ხდება სიგნალების მიმართულების ცვლილება და ნეირონების ერთგვარი ქსელის საერთო თვისებებიც იცვლება.
ნაკლებადაა ცნობილი, ამ სიგნალების მიმართულების ცვლილებაში როგორაა კოდირებული მეხსიერების ცვლილებები. თუმცა დამტკიცებულია: თუ პროტეინკიზაზა M-ს დავბლოკავთ, მეხსიერება წაიშლება, რადგან ის ქიმიური კავშირები, რაც უზრუნველყოფენ მახსოვრობას, არ იმუშავებენ.

ახლადაღმოჩენილ მეხსიერების „მოლეკულას“ მთელი რიგი საინტერესო თავისებურებები აქვს:

1. მას აქვს თვითწარმოების თვისება. თუკი ახალი ინფორმაციის მიღებისას სინაპსში ერთგვარი დანამატი წარმოიქმნა, გარკვეული რაოდენობის პროტეინკინაზა M-ზეტას სახით იგი იქ დიდი ხნით ინახება, მიუხედავად იმისა, რომ ეს ცილა 3-4 დღეში იშლება. გაურკვეველია როგორ ახდენს მოლეკულა, უჯრედის რესურსების მობილიზებას, როგორ უზრუნველყოფს სინთეზს და ახალ-ახალი მოლეკულების მიწოდებას სინაპტურ კონტაქტებთან.

2. ამ ცილის ძალზე საინტერესო თავისებურებაა მისი ბლოკირება, რომელსაც ახდენენ თვით მის გენში კოდირებული პეპტიდური ბლოკატორის სინთეზირებით. თუმცა თვით უჯრედში ბლოკატორი არ წარმოიქმნება. რა მიზნით დატოვა ევოლუციამ გენომში მისი კოდი, ეს გაურკვეველია.

3. ამ მოლეკულის მნიშვნელოვანი თავისებურებაა ის, რომ მოლეკულაც და მისი ბლოკატორიც პრაქტიკულად იდენტურნი არიან ყველა ცოცხალი არსებისთვის, რომელსაც ნერვული სისტემა აქვთ. ეს ადასტურებს, რომ პროტეინკინაზა M-ზეტას სახით, საქმე გვაქვს უძველეს ადაპტაციურ მექანიზმთან.

რა თქმა უნდა, პროტეინკინაზა M-ზეტა არაა „მეხსიერების მოლეკულა“ იმ გაგებით, როგორიც მეცნიერებს ეგონათ წარსულში. ის არაა, დამახსოვრებული ინფორმაციის მატერიალური მატარებელი, მაგრამ ის არის საკვანძო მარეგულირებელი ტვინის შიდა კავშირების ეფექტიანობისა და ინიცირებას უკეთებს ახალი კონფიგურაციების წარმოქმნას.

წყარო:

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431962/Khimicheskiy_klyuch_pamyati?context=42845