Molekularne podstawy pamięci

Coraz więcej wiadomo o przyczynach pogarszania się pamięci z wiekiem. Naukowcy twierdzą jednak, że nie musi tak być. Zdaniem niektórych wystarczy jeść warzywa i owoce. Kto nie lubi ?zielonej? diety, musi czekać na opracowanie tabletki

Dołącz do nas na Facebooku!

Nie chodzi tylko o to, że na starość uważa się, że kiedyś (kiedy byliśmy młodzi) wszystko było lepsze i piękniejsze, a młodzież lepiej wychowana. Z dnia na dzień coraz trudniej jest zapamiętać np. nowy numer telefonu. Co ciekawe, równocześnie adres cioci Jadzi z przedmieścia, u której na obiadach bywaliśmy 30 lat temu, moglibyśmy zacytować bezbłędnie nawet w środku nocy.

Pamiętam tylko przez chwilę

Sława światowej neurobiologii, ubiegłoroczny laureat nagrody Nobla, prof. Eric Kandel z Columbia University, który był jedną z gwiazd uczestniczących w zakończonym właśnie 31. Międzynarodowym Kongresie "Society for Neuroscience", uważa, że można to fizjologicznie wytłumaczyć.

Ze statystyk wynika, że ok. 40 proc. ludzi po sześćdziesiątce nadal cieszy się dobrą pamięcią - taką jaką mieli 40 lat wcześniej. U pozostałych 60 proc. zaczyna ona szwankować. Mniej więcej u połowy z nich (czyli u ok. 30 proc. emerytów) ubytki są niewielkie i narastają stopniowo, nie prowadząc do większego upośledzenia funkcji mózgowych i społecznych. Można je nazwać dobrotliwą demencją starczą. Pozostałe 30 proc. ma mniej szczęścia. Genetyczne skłonności w połączeniu z niesprzyjającymi warunkami środowiska prowadzą u nich do poważniejszych ubytków pamięci, z chorobą Alzheimera włącznie.

Najważniejszą funkcją, która słabnie z wiekiem, jest zdolność trwałego zapamiętywania nowych informacji. Innymi słowy - uczenia się nowych rzeczy, i to niezależnie od tego, czy jest to nowy numer telefonu, czy też np. umiejętność jazdy na deskorolce. Te dwa przykłady nie zostały dobrane przypadkowo. Każdy z nich reprezentuje bowiem zasadniczo odmienny rodzaj pamięci. Pierwszy - tzw. pamięć uświadomioną (explicit memory), drugi - pamięć nieuświadomioną (implicit memory).

Wiek białek

Oba wykorzystują zasadniczo odmienne obwody mózgowe, ale ich drogi zbiegają się w okolicach hipokampa. Naukowcom udało się prześledzić, co dzieje się w starzejących się mózgach. Odkryli, że u wszystkich z wiekiem aktywność hipokampa maleje. Choć nie u wszystkich tak samo.

Z eksperymentów wynikało też niezbicie, że zarówno stare, jak i młode szczury jednakowo dobrze zapamiętywały nową sytuację na krótko (do godziny). Zaangażowane w przetwarzanie informacji obwody pozostały bowiem nietknięte. Problem pojawiał się przy przetwarzaniu pamięci krótkotrwałej w długotrwałą. Tu właśnie ujawniały się skutki spadku aktywności hipokampa. Spadek aktywności to mniej białek syntetyzowanych w neuronach. Zaś mniej białek to gorsze zapamiętywanie trwałe.

Jednak to jeszcze nie wszystko. Okazało się, że u osób dotkniętych poważnymi zanikami pamięci upośledzona jest nie tylko aktywność głównej części hipokampa, ale także niewielkiej struktury położonej bezpośrednio przed nim - tzw. podkładki (subiculum). Dopiero połączenie tych dwóch "braków" dawało bardzo wyraźne upośledzenie zarówno zdolności zapamiętywania nowych informacji, jak i uczenia się nowych zachowań lub umiejętności. Rola tej niewielkiej struktury w pobliżu hipokampa okazała się przy tym na tyle unikalna, że badając jej aktywność, można do pewnego stopnia przewidzieć, czy dana osoba będzie mieć w przyszłości większe, czy mniejsze problemy z zapamiętywaniem.

Teraz zespół prof. Kandela zamierza potwierdzić prawdziwość tych wyników na zwierzęcym modelu zapominania. Uczeni będą badać, czy selektywne uszkodzenie podkładki potrafi wywołać u szczurów zaburzenia pamięci trwałej podobne do obserwowanych u ludzi.

I znowu te owoce...

A gdy już się dowiemy, czy istotnie za osłabienie pamięci odpowiada spadek aktywności komórek nerwowych w hipokampie i okolicach? Czy wypadałoby pobudzić je do działania albo co najmniej uchronić przed postępującą degeneracją. Jak? Odpowiedź jest prostsza, niż moglibyśmy sobie wyobrazić. Trzeba jeść warzywa i owoce - udowadniają na kongresie aż cztery zespoły naukowców. Wystarczy miseczka czarnych jagód dziennie, by przywrócić młodzieńczą zdolność zapamiętywania. Dla amatorów warzyw zieloną alternatywą okazał się szpinak - również niezwykle bogaty w przeciwutleniacze. Gdzie tkwi haczyk? Naukowcy twierdzą, że najlepiej działają świeże lub mrożone warzywa i owoce a wszelkie przetwarzanie nie służy zachowaniu ich chroniącej mózg aktywności. Trzeba zatem polubić surówki. A tabletki? - Lepiej o nich zapomnieć - uważa James Joseph z Tufts University. - Natura wiedziała, co robi, wyposażając rośliny w taki, a nie inny zestaw ochronnych substancji. Wydzielanie każdej z osobna niewiele daje. Np. wydzielanie z czerwonego wina pojedynczych składników chroniących serce i naczynia sprawia, że aktywność ulatnia się niczym z otwartej butelki. Najlepiej działają wszystkie razem i w swoim naturalnym środowisku.

Ci, którzy nie lubią zieleniny, powinni przemyśleć swoje stanowisko. Alternatywą jest bowiem... głodówka. Mark Mattson z National Institute on Aging odkrył, że uboga kalorycznie dieta (czyli restrykcyjny post) pobudza mózg do wytwarzania czynników wzrostu i tzw. białek stresowych, które chronią komórki nerwowe przed chorobami i pomagają im zachować młodość. Innymi słowy, żyjąc na głodniaka, można zachować świetną pamięć do późnej starości. Tylko po co? Żeby pamiętać o niezjedzonych kolacjach?

Oszustwo w cukierni

Dla pozbawionych silnej woli łakomczuchów jest jednak nadzieja. Dr Mattson potrafi bowiem oszukać komórki mózgowe tak, że nawet gdy się obżeramy, one myślą, że poszczą. Oszukuje je 2-deoksy-D-glukoza (2DG), cukier, którego organizm nie potrafi przyswajać. To znaczy, że może go strawić, przetransportować z krwią do każdej komórki, przenieść do jej wnętrza i... no właśnie. Tu kończy się podobieństwo do normalnej glukozy. 2DG nie może być dla komórki źródłem energii. Komórka zaczyna się zatem zachowywać tak, jakby była glukozy pozbawiona, czyli jakby głodowała. Takie sztucznie zagłodzone komórki wykazują nadzwyczajną odporność na rozmaite czynniki stresowe, takie jak np. wolne rodniki czy trucizny. Szczury, które żywiono paszą z dodatkiem 2DG, a następnie poddano działaniu niszczącej neurony trucizny, zachowały o wiele więcej komórek niż ich koledzy pozostający na normalnej diecie. Ich pamięć i zdolność uczenia się pozostały niezmienione, podczas gdy kontrolne zwierzęta miały ogromne kłopoty z przyswajaniem nowych informacji. 2DG potrafi nawet zmniejszać skutki udaru mózgu i (w badaniach na zwierzętach) poprawia funkcjonowanie w chorobie Parkinsona czy Alzheimera.

Czyżby cudowny lek?

Niestety, jest jeden kłopot. 2DG sama jest dla organizmu toksyczna. By więc skutecznie oszukiwać mózg, zapewniając mu dłuższą żywotność, trzeba będzie poszukać innych substancji, które działając podobnie, będą jednocześnie pozbawione szkodliwego wpływu.

Na razie każdy, kto chce zachować na starość dobrą pamięć, może wybierać między dietą warzywno-owocową i ubogokaloryczną (jedno zresztą nie wyklucza drugiego). Czy uczonym uda się zamiast zasad zdrowego żywienia wymyślić jakąś superpigułkę - na odpowiedź trzeba będzie zapewne trochę poczekać. Być może do przyszłorocznego kongresu.

Czytaj także:

Muzyka poprawi pracę mózgu

Czy Facebook zmienia nasz mózg

Chcesz mieć lepszy wynik na egzaminie? Pij wodę!

Piekno i inteligencja idą w parze

Biofeedback - moc sterowania procesami fizjologicznymi

Więcej o: