به یک خاطره واقعاً واضح فکر کنید. شاید یک تولد خاص، یک تصادف وحشتناک یا یک ماجراجویی زندگی ساز بوده است. این خاطرات در مغز شما نقش می‌بندند – مناظر، صداها، شاید حتی بوها – بسیار فراتر از جزئیات روزمره زندگی شما. اما مغز شما چگونه تصمیم می‌گیرد چه چیزی را نگه دارد و چه چیزی را فراموش کند؟
دانشمندان در دانشکده پزشکی آلبرت انیشتین معتقدند که پاسخ در چیزی نهفته است که هم شگفت‌انگیز است و هم کمی‌نگران کننده: آسیب کنترل شده DNA و التهاب در سلول‌های مغز شما. به نظر ترسناک می‌رسد، اما ممکن است راز چگونگی شکل‌گیری خاطرات ماندگار ما باشد.
التهاب همیشه دشمن نیست
دکتر جلنا رادولوویچ، عصب‌شناس برجسته این مطالعه، توضیح می‌دهد: «التهاب سلول‌های عصبی مغز معمولاً یک اتفاق بد تلقی می‌شود، زیرا می‌تواند منجر به مشکلات عصبی مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون شود. اما یافته‌های ما نشان می‌دهد که التهاب در برخی از نورون‌های ناحیه هیپوکامپ مغز برای ایجاد خاطرات ماندگار ضروری است.»
هیپوکامپ، ساختاری به شکل اسب دریایی، در اعماق مغز شما قرار دارد و به‌عنوان پست فرماندهی مرکزی برای تشکیل حافظه عمل می‌کند. اکنون، تیم دکتر رادولوویچ مکانیسمی جذاب را در کار در این ساختار کشف کرده است.
شوک‌های مغزی، آسیب DNA و ساختن حافظه
محققان روی موش‌ها تمرکز کردند و به آنها شوک‌های خفیف و کوتاه‌مدت دادند. این باعث ایجاد خاطره‌ای از رویداد ناخوشایند شد که به‌عنوان حافظه اپیزودیک شناخته می‌شود.
دانشمندان با تجزیه‌وتحلیل مغز موش‌ها، چیزی شگفت‌انگیز کشف کردند – ژن‌هایی که در یک مسیر التهابی مهم نقش داشتند در هیپوکامپ فعال شده بودند.
این مسیر که گیرنده Toll-Like 9 (TLR9) نامیده می‌شود، به طور معمول بخشی از پاسخ ایمنی بدن ما است. این برای شناسایی قطعات DNA خارجی از ویروس‌ها یا باکتری‌ها طراحی شده است و دفاع ما را تحریک می‌کند. اما در اینجا، به نظر می‌رسد نقش متفاوتی ایفا می‌کند.
شوک خفیف باعث شکستگی‌های کوچک در DNA در برخی از نورون‌های هیپوکامپ شد. این نوع آسیب و ترمیم معمول DNA همیشه اتفاق می‌افتد. بااین‌حال، در این نورون‌های حافظه ساز، آسیب جدی‌تر و طولانی‌مدت به نظر می‌رسید.
هسته سلولی قطعات شکسته DNA و سایر مولکول‌های حاصل را آزاد کرد و مسیر TLR9 را فعال کرد.
«ایستگاه سیم‌کشی مجدد» خاطرات مغز
سپس این پاسخ التهابی، مجموعه‌ای از رویدادها را تحریک کرد: مجتمع‌های ترمیم DNA به مکان غیرعادی – سانتروزوم‌ها – منتقل شدند.
سانتروزوم‌ها ساختارهای ریز در سلول هستند که معمولاً به تقسیم سلولی کمک می‌کنند. اما نورون‌ها تقسیم نمی‌شوند، پس آنها اینجا چه‌کار می‌کنند؟
تیم دکتر رادولوویچ بر این باورند که این جایی است که جادوی حافظه اتفاق می‌افتد. سانتروزوم‌ها که توسط التهاب فعال می‌شوند، به مراکزی برای ترمیم گسترده DNA تبدیل می‌شوند.
فرایند مونتاژ حافظه
به نظر می‌رسد این فرایند ترمیم این نورون‌ها را به هم پیوند می‌دهد و یک «مجموعه حافظه» اختصاصی برای ذخیره آن تجربه ایجاد می‌کند.
دکتر رادولوویچ می‌گوید: «تقسیم سلولی و پاسخ ایمنی در طول میلیون‌ها سال در زندگی حیوانی به‌شدت حفظ شده است.»
او ادامه داد: “به نظر می‌رسد که در طول تکامل، نورون‌های هیپوکامپ این مکانیسم حافظه مبتنی بر ایمنی را با ترکیب مسیر TLR9 حسگر DNA پاسخ ایمنی با عملکرد سانتروزوم ترمیم DNA برای تشکیل خاطرات بدون پیشرفت به تقسیم سلولی اتخاذ کرده‌اند.”
محافظت از خاطرات جدید در مغز
اینجا بخش دیگری از ماجرا وجود دارد: هنگامی که این نورون‌های رمزگذاری حافظه با این فرایند ترمیم التهابی مشغول هستند، به طور موقت در برابر اطلاعات جدید مقاومت می‌کنند.
این منطقی است – تصور کنید که سعی کنید روی ساختن چیزی پیچیده تمرکز کنید درحالی‌که کسی دائماً حواستان را پرت می‌کند یا شما را اذیت می‌کند.
تمرکز عمیق و پایدار برای انجام کارهای پیچیده ضروری است. وقتی مدام interrupted می‌شویم، تمرکز ما از بین می‌رود و مجبوریم دوباره از نو شروع کنیم. این می‌تواند خسته‌کننده، ناامیدکننده و حتی مضر باشد.
مقاومت در برابر اطلاعات جدید
این قابل‌توجه است، زیرا ما دائماً در معرض سیل اطلاعات هستیم و نورون‌هایی که خاطرات را رمزگذاری می‌کنند باید اطلاعاتی را که قبلاً به دست آورده‌اند حفظ کنند و «حواسشان پرت» ورودی‌های جدید نشود.
سمت تاریک التهاب
توجه به این نکته مهم است که دست‌کاری مسیرهای التهابی مغز یک کار پرخطر است. این دانشمندان کشف کردند که اگر مسیر TLR9 را به طور کامل مسدود کنند، تشکیل حافظه بلندمدت متوقف می‌شود و همچنین به بی‌ثباتی ژنومی منجر می‌شود – زمانی که آسیب DNA از کنترل خارج می‌شود.
دکتر رادولوویچ هشدار می‌دهد: «بی‌ثباتی ژنومی به‌عنوان یک علامت مشخصه پیری زودرس و همچنین سرطان و اختلالات روانی و عصبی مانند آلزایمر شناخته می‌شود».
پیامدهای مطالعه
این کشف، اگرچه هنوز در مراحل اولیه خود است، نوری درخشان بر مسیری تاکنون ناشناخته برای درک و درمان بالقوه اختلالات حافظه می‌اندازد.
این تصویر امیدوارکننده‌ای از مبارزه با بیماری‌هایی است که به‌خاطر ربودن خاطرات ما شناخته می‌شوند، با استفاده از مجموعه‌ای جدید از درمان‌ها در آینده.
درک ما از سیستم ایمنی تکامل‌یافته است. این تحقیق نشان می‌دهد که التهاب، با کنترل و هدایت دقیق، می‌تواند به‌عنوان یک همکار در رقص پیچیده شکل‌گیری و ذخیره‌سازی حافظه، قدرت غیر قابل انتظاری داشته باشد.
پیامدها گسترده و عمیق هستند. آینده‌ای را تصور کنید که در آن نقص حافظه یک نتیجه قطعی نیست.
ارتباط مسیر TLR9 با مغز و خاطرات
بدن ما دارای سیستم خاصی به نام سیستم ایمنی است که به ما در مبارزه با میکروب‌هایی مانند باکتری‌ها و ویروس‌ها کمک می‌کند. همان‌طور که قبلاً ذکر شد، یکی از قسمت‌های مهم این سیستم مسیر گیرنده Toll-like 9 (TLR9) است که به بدن ما کمک می‌کند تا انواع خاصی از DNA را که در این میکروب‌ها یافت می‌شود، تشخیص دهد و به آنها پاسخ دهد.
TLR9 چیست و کجا یافت می‌شود؟
TLR9 مانند یک آشکارساز خاص است که بدن ما برای یافتن میکروب‌های بد از آن استفاده می‌کند. این ماده عمدتاً در دو نوع سلول ایمنی یافت می‌شود: سلول‌های دندریتیک پلاسماسیتوئید (pDC) و سلول‌های B. این سلول‌ها TLR9 را در داخل خود نگه می‌دارند تا زمانی که نیاز به استفاده از آن برای شناسایی میکروب‌ها داشته باشند.
TLR9 به دنبال الگوهای خاصی در DNA باکتری‌ها و ویروس‌ها است. این الگوها که به‌عنوان موتیف‌های CpG غیر متیله شناخته می‌شوند، مانند اثر انگشتی هستند که به TLR9 کمک می‌کند تا میکروب‌های بد را شناسایی کند. هنگامی که TLR9 این الگوها را پیدا می‌کند، به DNA متصل می‌شود و آماده می‌شود تا زنگ خطر را به صدا درآورد.
پس از اینکه TLR9 به DNA میکروب متصل شد، یک کمک‌کننده به نام MyD88 را استخدام می‌کند. MyD88 سپس کمک‌های بیشتری را فرامی‌خواند و تیمی را تشکیل می‌دهد که با هم کار می‌کنند تا سیگنال‌هایی را به سایر قسمت‌های سیستم ایمنی ارسال کنند. این سیگنال‌ها مانند پیام‌هایی هستند که به بدن ما می‌گویند شروع به مبارزه با میکروب‌ها کند.
مبارزه با میکروب‌ها و حفظ تعادل
هنگامی که سیستم ایمنی پیام‌ها را از TLR9 و کمک‌های آن دریافت می‌کند، شروع به تولید پروتئین‌های خاصی به نام سیتوکین‌ها و اینترفرون‌ها می‌کند. این پروتئین‌ها مانند سربازانی هستند که به بدن ما در مبارزه با میکروب‌ها کمک می‌کنند.
آنها این کار را با فعال‌کردن سایر سلول‌های ایمنی، مانند ماکروفاژها، سلول‌های کشنده طبیعی (NK) و سلول‌های T انجام می‌دهند که با هم کار می‌کنند تا از شر میکروب‌ها خلاص شوند.
بدن ما باید مراقب باشد که به میکروب‌ها واکنش بیش از حد نشان ندهد، در غیر این صورت ممکن است شروع به حمله به خود کند. به همین دلیل است که مسیر TLR9 باید به‌خوبی کنترل شود.
گاهی اوقات، زمانی که این کنترل به‌درستی کار نمی‌کند، می‌تواند منجر به مشکلاتی مانند بیماری‌های خودایمنی شود، جایی که بدن شروع به حمله به سلول‌های خود می‌کند.
مسیر TLR9 مانند یک سیستم هشدار ویژه در بدن ما است که به ما کمک می‌کند تا میکروب‌های بد را شناسایی و با آنها مبارزه کنیم. با درک نحوه عملکرد این سیستم، دانشمندان می‌توانند راه‌های جدیدی برای کمک به بدن ما در مبارزه با عفونت‌ها و حفظ سلامت خود ایجاد کنند.
گام‌های بعدی در تحقیقات مغز و حافظه
البته تبدیل تمام این دانش به کمک ملموس برای افراد دارای مشکلات حافظه به سال‌ها تحقیق دقیق و آزمایش‌های بالینی نیاز دارد. این کشف خط پایان نیست، بلکه یک شروع امیدوارکننده است.
این کشف پایه و اساسی حیاتی برای بررسی ارتباط پیچیده بین سیستم ایمنی و مغز ایجاد کرده است – ارتباطی که ممکن است کلید حفظ ارزشمندترین خاطرات ما باشد.
این کار و آنچه دانشمندان بر اساس آن بنا می‌کنند، می‌تواند درهای درمان‌های کاملاً جدید را باز کند. آینده‌ای است که در آن ممکن است نه‌تنها بیماری‌های حافظه را کند کنیم، بلکه به طور بالقوه می‌تواند بخشی از آنچه را که از دست رفته است بازیابی کند.
مطالعه کامل در مجله Nature منتشر شده است.
