McGill University araştırmacıları önderliğinde, birçok araştırma kuruluşundan bilimcinin bir araya geldiği Nature'da geçtiğimiz hafta yayımlanan bir çalışmada uzun süreli hafızanın oluşması için iki farklı nöral alttipi aktivitesinin ayrı ayrı görev aldığı ve özellikle engelleyici nöronlardaki bir protein sentezinin uzun süreli hafıza oluşumunda önemli rol üstlendiği keşfedildi. 

İki farklı beyin ağı içinde işleyen iki farklı işlevsel nöron tiplerinin yani uyarıcı (excitatory) ve engelleyici (inhibitory) nöronların ayrı işlevlerinin hafızanın kaydedilmesi ve oluşumunda etkili olduğunu biliyoruz. Burada uyarıcı nöronlar hafızanın zihinde bir nöron bağlantıları silsilesine kaydedilmesini sağlarken, engelleyici nöronlar arkaplan gürültüsünü durdurarak uzun süreli hafızanın yerleşmesi ve uzun süre kalacak bilgiyi öğrenilmesini sağlar.

McGill'den Nahum Sonenberg ve Arkady Khoutorsky önderliğinde, Université de Montréal'den Profesör Jean-Claude Lacaille, University of Haifa'dan Profesör Kobi Rosenblum ve ekiplerinin gerçekleştirdiği çalışmada yukarıda bahsedile iki nöron sisteminin ayrı ayrı manipüle edilerek uzun süreli hafızanın kurulmasının kontrol edilebileceğini keşfettiler. Demans ve Alzheimer gibi hastalıkların tedavisi ve terapisinde olduğu kadar, otizm spektrum bozukluğunun belirli tiplerinde de medikal uygulamaların keşfedilen bu süreçler üzerinden geliştirilebileceğini gösterdi.

Hangi nöronların ayrı ayrı nasıl işlevlerinin olduğunun anlaşılması ise, öğrenilen bilginin kısa süreli hafızadan uzun süreliye nasıl geçirilerek kaydedildiğinin net olarak anlaşılması ise büyük önem arz etmekteydi. Aslında hafıza konsolidasyonu olarak bilinen bu süreç birçok farklı proteinin bu iki farklı nöron tipinde sentezlenmesini gerektirir. Ancak şu ana kadar hangi nöron alttiplerinin bu sürece dahil olduğunu ve hangi proteinleri hangi seviyede sentezledikleri bilinmezliğini koruyordu.

Bunun için transjenik fareler üzerinde deneyler yürüten araştırıcılar eIF2α proteini moleküler yolaklarını mercek altına aldı. Uzun süreli hafıza oluşumunda görev üstlendiğini bildiğimiz bu yolak, aynı zamanda nöronlarda protein sentezinin de düzenleyicilerinden birisi. Dolayısıyla, nörogelişimsel süreçte ve nörodejeneratif hastalıkların ortaya çıkması ve ilerlemesinde de bu proteinin mekanizmalarının etkisi yadsınamayacak kadar büyük diyebiliriz. 

UYarıcı ve engelleyici sistemler hafıza konsolidasyonunda rol alıyor ancak hipokampustaki uyarıcı nöronlarda eIF2α sentezinin hafıza oluşumunu ve sinaps modifikasyonunu geliştirici etkisi literatürdeki daha eski çalışmalarda kaydedilmişti. Ancak mevcut çalışmada engelleyici nöronların belirli bir alttipi olan somatostatin internöronlarında da protein sentezini eIF2α yolağı ile artırmanın nöronal bağlantılarda plastisite yolu ile kurulum sağladığı ve uzun süreli hafızanın oluşabilmesi için yeterli olabileceği görüldü.

Sadece arkaplan gürültüsünü yani nöronların o sırada 'istemediğimiz' başka işlevleri yerine getirmesi dolayısıyla oluşan kaybı engelleyerek uyarıcı nöronların hafıza oluşturmasını sağlayarak değil, aynı zamanda bu engelleyici nöronların yani somatostatin internöronlarının direkt uzun süreli hafıza oluşumunda rol aldığı açıkça görülmüş oldu.

Araştırmalar yakın gelecekte, unutkanlık ve otizm gibi rahatsızlıklar için bu engelleyici nöronların yeni ve özgün bir terapötik hedef olarak değer göreceğini öne sürüyor.