זיכרון: מנגנוני זיכרון נוירוכימיים

למרות המנגנונים המולקולריים של התפקוד של תא עצב יחיד נחקרו רבים הביטויים שלהם ואת העקרונות של הארגון של קשרים interneuronal כבר ניסח, עדיין לא ברור כיצד המאפיינים המולקולריים של נוירונים לספק אחסון, שכפול וניתוח של מידע זיכרון.

העובדה שהידע הנרכש (כמו גם עקרונות מוסריים) הן אינן עוברות בירושה, והדורות החדשים צריכים ללמוד אותם שוב, עולה כי הלמידה היא תהליך של יצירת תקשורת interneuron חדשים ואחסון של המידע הנמסר על ידי היכולת של המוח כדי לשחזר את הקישורים הללו לפי הצורך (כדי להפעיל אותם). עם זאת, נוירוכימיה מודרנית עדיין אינה מסוגלת לספק תיאוריה עקבית המתארת כיצד ניתוח גורמי העולם החיצוני מתרחש במוח החי. אפשר רק לתאר את הבעיות מדענים בתחומים שונים של נוירוביולוגיה עובדים על אינטנסיבי.

כמעט כל מיני בעלי חיים מסוגלים לנתח את השינויים בסביבה החיצונית במידה רבה יותר או פחות ולהגיב להם כראוי. במקרה זה, התגובה החוזרת ונשנית של הגוף להשפעות חיצוניות היא לעתים קרובות שונה מאשר בהתנגשות הראשונה. תצפית זו מראה כי מערכות חיות יש את היכולת ללמוד. יש להם זיכרון המשמר את החוויה האישית של החיה, אשר יוצר תגובות התנהגותיות יכול להיות שונה מניסיון של אנשים אחרים.

הזיכרון הביולוגי הוא מגוון. הוא טבוע לא רק בתאי המוח. זיכרון של המערכת החיסונית, למשל, במשך זמן רב (לעיתים קרובות לכל החיים) שומר מידע על אנטיגן זר פעם אחת בגוף. כאשר אתה פוגש מחדש, המערכת החיסונית מפעילה תגובה נוגדן המאפשר לך במהירות וביעילות להביס את הזיהום. עם זאת, המערכת החיסונית "יודע" כיצד להגיב לגורם ידוע, וכאשר נתקל סוכן לא ידוע, הוא חייב לפתח אסטרטגיה התנהגות מחדש. מערכת העצבים, שלא כמו המערכת החיסונית, יכולה להיות מאומנת כדי ליצור אסטרטגיה של התנהגות בנסיבות החדשות, המבוססת על "ניסיון החיים", מה שמאפשר לפתח תגובה יעילה לגירוי לא ידוע.

השאלות העיקריות שיש לענות עליהן בחקר המנגנונים המולקולריים של הזיכרון הן: אילו שינויים מטבוליים מתרחשים בנוירונים כאשר הם נפגשים עם גירוי חיצוני, המאפשרים לשמור את המידע המאוחסן לזמן מסוים (לפעמים ארוך); באיזו צורה מאוחסן המידע המתקבל; איך זה מנותח?

בתהליך של למידה פעילה, המתרחשים בגיל צעיר, יש שינויים במבנה של נוירונים, צפיפות המגעים הסינפטיים מגדילה, היחס בין תאי גליה ועצב עולה. קשה להבחין בין תהליך ההבשלה של המוח לבין שינויים מבניים, שהם נשאים מולקולריים של זיכרון. עם זאת, ברור כי עבור פיתוח מלא של המודיעין יש צורך לפתור את המשימות הנשקף על ידי הסביבה החיצונית (זוכר את התופעה של מוגלי או את הבעיות של הסתגלות לחיים בטבע של בעלי חיים גדל בשבי).

ברבעון האחרון של המאה העשרים. נעשו ניסיונות ללמוד בפירוט את התכונות המורפולוגיות של מוחו של איינשטיין. עם זאת, התוצאה הייתה מאכזבת למדי - לא נמצאו מאפיינים המבדילים אותה מן המוח המודרני הממוצע. היוצא מן הכלל היחיד היה עודף מסוים (לא משמעותי) של היחס בין תאי גליה ועצב. האם זה אומר שהתהליכים המולקולריים של הזיכרון אינם משאירים עקבות ניכרים בתאי העצב?

מאידך גיסא, כבר זמן רב נקבע כי מעכבי סינתזה של דנ"א אינם משפיעים על הזיכרון, בעוד מעכבי תעתיק ותרגום פוגעים בתהליכי זיכרון. האם זה אומר שחלבונים מסוימים בנוירונים במוח הם נושאי זיכרון?

ארגון המוח הוא כזה שהתפקודים העיקריים הקשורים לתפיסה של אותות חיצוניים ותגובות אליהם (למשל, עם תגובה מוטורית) ממוקמים בחלקים מסוימים של קליפת המוח. אז ההתפתחות של התגובות שנרכשו (רפלקסים מותנים) צריכה להיות "סגירה של איגרות החוב" בין המרכזים המקבילים של קליפת המוח. הנזק הניסיוני למרכז זה חייב להרוס את הזיכרון של רפלקס זה.

עם זאת, נוירופיזיולוגיה ניסיונית צברה הרבה ראיות לכך שזיכרון המיומנויות הנרכשות מופץ לחלקים שונים של המוח, ולא מתרכז רק באזור האחראי על הפונקציה הנדונה. ניסויים עם הפרעה חלקית של קליפת המוח אצל חולדות שהוכשרו להתמצא במבוך, הראו שהזמן הדרוש להחזרת המיומנות הפגועה פרופורציונאלי לנפח ההרס ואינו תלוי בלוקליזציה שלה.

ככל הנראה, התפתחות ההתנהגות במבוך כרוכה בניתוח של קבוצה שלמה של גורמים (חוש הריח, הטעם, הראייה), ואזורי המוח האחראים לניתוח זה יכולים להימצא באזורים שונים של המוח. לכן, אם כי עבור כל רכיב של התגובה ההתנהגותית יש חלק מסוים של המוח, התגובה הכללית מתממשת כאשר הם אינטראקציה. עם זאת, במוח, נמצאו מחלקות שתפקידן קשור ישירות לתהליכי זיכרון. זהו היפוקמפוס ומכלול אמיגדלויד, כמו גם גרעיני קו האמצע של התלמוס.

קבוצה של שינויים במערכת העצבים המרכזית, הקשורים לקיבוע מידע (תמונה, סוג של התנהגות וכו '), מדעני מוח נקראים engram. רעיונות מודרניים על המנגנונים המולקולריים של הזיכרון מצביעים על כך שהמעורבות של מבני מוח בודדים בתהליך שינון ואחסון מידע אינה כוללת אחסון של אנרגיות ספציפיות, אלא על ידי הסדרת היצירה והתפקוד של רשתות עצביות אשר ללכוד, להקליט ולשחזר מידע.

באופן כללי, נתונים שנאספו במחקר של רפלקסים התנהגותיות פעילות חשמלית של המוח, עולים כי ביטויים התנהגותיים ורגשיים של החיים אינם מקומיים לקבוצה מסוימת של תאי עצב במוח, ובאים לידי ביטוי בשינוי האינטראקציות של מספר רב של תאי עצב המשקפים את התפקוד של המוח כולו בתור של מערכת משולבת.

כדי לתאר את הזרימה של תהליך של לזכור מידע חדש לאורך זמן, את המונחים זיכרון לטווח קצר וזיכרון לטווח ארוך משמשים לעתים קרובות. בזיכרון לטווח קצר, מידע יכול להיות מאוחסן שברים של שנייה עד עשרות דקות, בעוד בזיכרון לטווח ארוך, מידע הוא הכיל לפעמים לאורך כל החיים. כדי להמיר את סוג הזיכרון הראשון לתוך השני, תהליך שנקרא קונסולידציה יש צורך. לפעמים הוא מוקצה לשלב נפרד של זיכרון ביניים. עם זאת, כל המונחים האלה, כנראה משקפים את התהליכים הברורים, אינם מלאים עדיין בנתונים ביוכימיים אמיתיים.

סוגי זיכרון ואופנן (על ידי: אשמרין, 1999)

סוגי זיכרון	מעכבים, אפקטים
זיכרון לטווח קצר	Electrohock, cholinolytics (אטרופין, scopolamine), galanin, US1 (מבוא לחלקים מסוימים של המוח)
זיכרון ביניים (איחוד)	מעכבי במטבוליזם של אנרגיה, ouabain, היפוקסיה, מעכבי של סינתזה של RNA וחלבונים (anisomycin, cycloheximide, puromycin, actinomycin D, RNase), נוגדנים לחלבונים neurospecific (וזופרסין, B-100 חלבון), חומצה 2-אמינו-5-fosfornovalerianovaya (6- AGC)
זיכרון לטווח ארוך (לכל החיים)	מעכבים המפרים אותו באופן בלתי הפיך אינם ידועים. מעוכבת חלקית על ידי אטרופין, fluorophosphate diisopropyl, scopolamine

[1], [2], [3], [4], [5], [6]

זיכרון לטווח קצר

זיכרון לטווח קצר, המנתח מידע שמקורו באיברים חושיים שונים, ועיבודו, מתממש בהשתתפות אנשי קשר סינפטיים. זה נראה מובן מאליו, שכן הזמן שבו תהליכים אלה מתרחשים אינה עולה בקנה אחד עם הזמן של סינתזה של מקרומולקולות חדשות. זה אושר על ידי היכולת לעכב זיכרון לטווח קצר על ידי מעכבי סינפטי, ואת חוסר הרגישות שלה חלבונים ומעכבי סינתזה RNA.

תהליך האיחוד נמשך זמן רב יותר ואינו מתאים למרווח מוגדר מראש (הנמשך בין מספר דקות למספר ימים). ככל הנראה, משך תקופה זו מושפע הן מאיכות המידע והן ממצב המוח. מידע שהמוח סבור כי אינו הכרחי אינו עובר קונסולידציה ונעלם מהזיכרון. זה נשאר בגדר תעלומה כיצד נפתרה שאלת ערך המידע ומהם המנגנונים הנוירוכימיים האמיתיים של תהליך הקונסולידציה. עצם משך תהליך האיחוד מאפשר לנו לחשוב כי זהו מצב מתמיד של המוח שמבצע את "תהליך המחשבה". האופי המגוון של המידע הנכנס למוח לניתוח, והמגוון הרחב של מנגנונים מעכבים שונים של תהליך האיחוד, מעידים כי בשלב זה מגוון של מנגנונים נוירוכימיים מעורבים באינטראקציה.

השימוש בתרכובות המצוינות בטבלה כמעכבי תהליך החיזוק גורם לאמנזיה (אובדן זיכרון) אצל בעלי החיים הניסיוניים - חוסר היכולת לשכפל את המיומנות ההתנהגותית המפותחת או להציג את המידע המתקבל לשימוש.

מעניין, כמה מעכבים להתבטא לאחר הצגת מידע בעל פה (אמנזיה retrograde), ואחרים - כאשר מיושמים בתקופה הקודמת (אמנזיה שכחה). ניסויים ידועים בהוראת תרנגולות להבדיל בין גרגר לבין אכילה, אך דומה באובייקטים. מבוא המוח של אפרוחים סינתזה חלבון של cycloheximide לא להפריע תהליך הלמידה, אבל לחלוטין מנע קיבעון של המיומנות. לעומת זאת, הממשל של מעכבי משאבת Na (Na / K-ATPase) של ouabain מעכב לחלוטין את תהליך הלמידה מבלי להשפיע על המיומנויות שכבר נוצרו. משמעות הדבר היא כי המשאבה N- מעורב בהיווצרות של זיכרון לטווח קצר, אבל לא להשתתף בתהליכי איחוד. יתר על כן, התוצאות של ניסויים עם cycloheximide עולה כי סינתזה של מולקולות חלבון חדש הוא הכרחי ליישום תהליכי איחוד, אבל לא נחוץ להיווצרות זיכרון לטווח קצר.

כתוצאה מכך, הכשרה במהלך היווצרות הזיכרון לטווח קצר כוללת את ההפעלה של נוירונים מסוימים, וכן איחוד - יצירת רשתות intereuronal לטווח ארוך, כדי לאחד את האינטראקציה שבה סינתזה של חלבונים מיוחדים נחוץ. זה לא צפוי כי חלבונים אלה יהיו נשאים של מידע ספציפי, היווצרות שלהם עשוי להיות "רק" תמריץ להפעלת קשרים בין עצביים. איך איחוד מוביל להיווצרות זיכרון לטווח ארוך, כי לא ניתן להפריע, אבל ניתן לשכפל על פי דרישה, לא ברור.

יחד עם זאת, ברור כי יצירת מיומנות חזקה היא היכולת של האוכלוסייה נוירון כדי ליצור רשת שבה שידור האות הופך סביר ביותר, ואת היכולת של המוח יכול להתמיד במשך זמן רב. נוכחותה של רשת אינטרניונלית כזו אינה מונעת מנוירונים להיות מעורבים ברשתות דומות אחרות. לכן, ברור כי היכולות האנליטיות של המוח הם גדולים מאוד, אם לא בלתי מוגבל. כמו כן ברור כי מימוש יכולות אלה תלוי בעוצמת האימון, במיוחד במהלך ההבשלה של המוח באונטוגני. עם הגיל, היכולת ללמוד נופל.

הלמידה קשורה קשר הדוק ליכולת הפלסטיות - היכולת של אנשי קשר סינפטיים לשינויים תפקודיים המתרחשים בתהליך התפקוד, שמטרתה לסנכרן את הפעילות העצבית וליצור רשתות בין-עצביות. הביטוי של הפלסטיות מלווה בסינתזה של חלבונים ספציפיים המבצעים תפקודים ידועים (למשל, קולטן) או לא ידועים. אחד המשתתפים ביישום תוכנית זו הוא חלבון S-100, השייך לספיחים ונמצא במוח בכמויות גדולות במיוחד (הוא נובע משמה של יכולת להישאר מסיס ב -100% רוויה עם אמוניום סולפט בערכי pH ניטרליים). התוכן שלה במוח הוא כמה סדרי גודל גדולים יותר מאשר ברקמות אחרות. הוא מצטבר בעיקר בתאי גלייה ונמצא ליד אנשי קשר סינפטיים. תוכן החלבון של S-100 במוח מתחיל לעלות 1 שעה לאחר האימון ומגיע למקסימום 3-6 שעות, להישאר ברמה גבוהה במשך כמה ימים. המבוא של נוגדנים לחלבון זה בחדרי המוח חולדה משבש את יכולת הלמידה של בעלי חיים. כל זה מאפשר לנו לשקול את החלבון S-100 כמשתתף ביצירת רשתות בין עצביות.

מנגנונים מולקולריים של הפלסטיות של מערכת העצבים

הפלסטיות של מערכת העצבים מוגדרת כיכולתם של נוירונים לתפיסת אותות מהסביבה החיצונית שמשנה את הדטרמיניזם הקשה של הגנום. הפלסטיות מרמזת על האפשרות לשנות את התוכנית הפונקציונלית לאינטראקציה של נוירונים בתגובה לשינויים בסביבה החיצונית.

המנגנונים המולקולריים של הפלסטיות הם רבים. בואו ניקח בחשבון את העיקריות על הדוגמה של מערכת glutamatergic. בסינפסה גלוטמטרגית, קולטנים שונים, הן יונוטרופיות metabotropic, נמצאים בו זמנית. שחרורו של הגלוטמט לתוך הסדק הסינפטי במהלך התרגשות מוביל להפעלה של קולטנים ionotropic kainate ו- AMPA, הגורמים לדטרוליזציה של הממברנה הפוסינפטית. על פי גודל הפוטנציאל הטנסממברני המתאים פוטנציאל מנוחה, קולטני NMDA אינם מופעלים על ידי גלוטמט כי ערוצי יון שלהם חסומים. מסיבה זו, קולטני NMDA אין סיכוי להפעלה מיידית. עם זאת, כאשר קרום סינפטי מתחיל depolarize, יונים מגנזיום יוסרו מן האתר מחייב, אשר מגביר בחדות את הזיקה של הקולטן עבור גלוטמט.

הפעלת קולטן YNMDA לגרום כניסת סידן לתוך האזור באמצעות ערוץ postsynaptic יון השייכים מולקולת הקולטן NMDA. צריכת סידן הוא גם ציין בערוצים סידן מתח רגיש מופעלים עקב הפעלת קולטני גלוטמט kainate ואמפא. כתוצאה מכך, ריבוי של תהליכים אלה באזור באזור הממברנה הפוסט-סינפטי גדל תוכן של יוני סידן. אות זה הוא חלש מכדי לשנות את הפעילות של אנזימים רבים רגישים יוני סידן, אך משמעותיים מספיק כדי להפעיל פוספוליפאז C-קרום, שבו המצע הוא phosphoinositol, ולגרום להצטברות של פוספטים אינוסיטול ו אינוזיטול-3 שחרור סידן ההפעלה-fosfatzavisimogo מן reticulum endoplasmic.

לפיכך, ההפעלה של קולטנים ionotropic לא רק גורם depolarization של הממברנה באזור postsynaptic, אלא גם יוצר תנאים לעלייה משמעותית בריכוז של סידן מיונן. בינתיים, גלוטמט פועל באזור הסינפטי ו קולטנים metabotropic. כתוצאה מכך, ניתן להפוך את המקביל G- חלבונים "המצורפת" למערכות שונות effector. קינאזים, זרחן מטרות שונות, כולל קולטנים יונוטרופיים, ניתן להפעיל, אשר משנה את הפעילות של מבנים הערוץ של תצורות אלה.

יתר על כן, קולטני גלוטמט ממוקמים גם על קרום presynaptic, אשר יש גם הזדמנות אינטראקציה עם גלוטמט. קולטנים metabotropic של אזור סינפסה זה קשורים עם ההפעלה של מערכת הסרת גלוטמט מן הסדק הסינפטי ההפעלה על העיקרון של reutptake גלוטמט. תהליך זה תלוי בפעילות של משאבת N, שכן היא תחבורה משנית פעילה.

הפעלה של קולטני NMDA הנוכחי על הממברנה presynaptic גם גורם לעלייה ברמת סידן מיונן באזור presynaptic של סיום הסינפטי. הצטברות של יונים סידן מסנכרן את היתוך של שלפוחית סינפטי עם הממברנה, האצת שחרורו של המתווך לתוך הסדק הסינפטי.

כאשר סינפסה מגיע פולסים עירור סדרה ואת הריכוז הכולל של יוני סידן החופשי מוגבהים בהתמדה, הפעלה של סידן תלוי פרוטאזות calpain ניתן להבחין, אשר דבק אחד החלבונים המבניים fodrin מיסוך קולטני גלוטמט ומניעת האינטראקציה שלהם עם גלוטמט. לפיכך, שחרור של הנוירוטרנסמיטר לתוך במרווח הסינפטי על עירור מספק מגוון של אפשרויות, אשר יישומה עלול לגרום שיפור או עיכוב של אות, או על קולינג: סינפסה פועלת על העיקרון של רב משתנים ומיושם על כל נתיב מיידית תלוי במגוון גורמים שונים.

בין האפשרויות הללו הוא כוונון עצמי של הסינפסה עבור שידור האות הטוב ביותר, אשר התברר להיות מוגבר. תהליך זה נקרא potentiation לטווח ארוך (LTP). זה מורכב מכך, עם גירוי בתדירות גבוהה ממושכת, את התגובות של תא עצב לדחפים נכנסים כדי להתחזק. תופעה זו היא אחד הצדדים של הפלסטיות, אשר מבוססת על הזיכרון המולקולרי של התא העצבית. תקופה של potentiation לטווח ארוך מלווה זרחון מוגבר של חלבונים מסוימים העצבית על ידי קינאזות חלבון ספציפיים. אחת התוצאות של הגדלת רמת יוני סידן בתא הוא ההפעלה של אנזימים תלויים CA (calpain, phospholipases, Ca- קלודיולין תלויי קינאזות חלבון). כמה אנזימים אלה קשורים להיווצרות של צורות פעילות של חמצן וחנקן (NADPH oxidase, NO synthase, וכו '). כתוצאה מכך, הצטברות של רדיקלים חופשיים יכול להיות רשום נוירון מופעל, אשר נחשבים מתווכים משניים של רגולציה מטבולית.

תוצאה חשובה, אך לא היחידה, של הצטברות של רדיקלים חופשיים בתא עצבי היא ההפעלה של מה שנקרא גנים בתגובה מוקדמת. תהליך זה הוא התגובה המהירה והמהירה ביותר של גרעין התא לאות של רדיקלים חופשיים, הפעלתם של גנים אלה מתרחשת תוך 5-10 דקות ונמשכת מספר שעות. גנים אלה כוללים את הקבוצות c-fos, c-jun, c-junb, zif / 268, וכו '. הם מקודדים מספר משפחות נרחבות של חלבונים תעתיק ספציפיים.

הפעלת גנים בתגובה מיידית מתרחשת בהשתתפות גורם גרעיני NF-kV, אשר חייב לחדור לגרעין דרך הממברנה הגרעינית למימוש הפעולה שלה. זה מונע את חדירת העובדה גורם זה מייצג דימר של שני חלבונים (P50 ו- P65) בציטופלסמה הוא ומורכבת עם חלבון מעכב ולא מסוגל להיכנס לגרעין. חלבון מעכב הוא המצע עבור זירחון על ידי קינאז חלבון מסוים, ולאחר מכן dissociates מהמתחם, אשר פותח את הדרך עבור NF-N KB בגרעין. הפעלת גורם משותף של קינאז חלבון הוא מי חמצן, כך הגל הרדיקלי החופשי, לכידת התא, גורם למספר תהליכים המתוארים לעיל, המוביל ההפעלה של גנים בתגובה מוקדמת. הפעלת c-fos יכול גם לגרום לסינתזה של נויטרופינים ואת היווצרות של neurites וסינפסות חדשות. פוטנטיאציה לטווח ארוך הנגרמת על ידי גירוי בתדירות גבוהה של ההיפוקמפוס מביאה להפעלה של זיף / 268, המקודד את החלבון הרגיש ל- DNA. אנטגוניסטים של קולטן NMDA חוסמים את הפוטנציאל ארוך הטווח והפעולות של zif / 268.

אחד הראשונים שקיבל על עצמו בשנת 1949 ניסיון להבין את המנגנון של ניתוח מידע במוח ולפתח אסטרטגיה של התנהגות היה כל כך עברית. הוא הציע כי על מנת לבצע את המשימות הללו, יש ליצור במוח את הקשר הפונקציונלי של נוירונים - הרשת הפנימית המקומית. חידוד והעמקה של המצגים הללו, מ 'רוזנבלט (1961), שגיבש את ההשערה "למידה בסיסית מתואמת ללא השגחה". על פי הרעיונות שפותחו על ידו, במקרה של הדור של סדרה של הפרשות, נוירונים ניתן לסנכרן על ידי הקשר של תאים מסוימים (לעתים קרובות מורפולוגית רחוק אחד מהשני) על ידי כוונון עצמי.

נוירוכימיה מודרנית מאשרת את האפשרות של כוונון עצמי כזה של נוירונים בתדירות שכיחה, המסבירה את המשמעות הפונקציונלית של סדרת ה"פרשות "המרגשות ליצירת מעגלים בין-עצביים. באמצעות אנלוגי של גלוטמט עם תווית ניאון חמושים בטכנולוגיה מודרנית, ניתן היה להראות כי גם עם גירוי של סינפסה אחת, עירור יכול להתפשט גם מבנים סינפטיים מרוחקים מספיק בשל היווצרות של מה שנקרא גלוטמט גל. התנאי להיווצרות גל כזה הוא תדירות האותות במשטר תדר מסוים. עיכוב טרנספורטר הגלוטמט מגביר את מעורבות הנוירונים בתהליך הסינכרון.

בנוסף למערכת glutamatergic, אשר קשורה ישירות לתהליכי למידה (שינון), מערכות מוח אחרות גם להשתתף בהיווצרות של זיכרון. זה ידוע כי היכולת ללמוד מגלה מתאם חיובי עם הפעילות של טרנספורטאז כולין אצטיל אחד שלילי עם אנזים כי hydrolyses זה מתווך עם acetylcholinesterase. מעכבי קולין acetyltransferase לשבש את תהליך הלמידה, מעכבי cholinesterase לתרום לפיתוח של רפלקסים הגנתי.

בהיווצרות של זיכרון, אמינים ביוגניים, נוראפינפרין וסרוטונין, גם להשתתף. בהתפתחות של רפלקסים מותנים עם חיזוק שלילי (electobolic), המערכת נודרנרגית מופעלת, עם חיזוק חיובי (תזונתי), שיעור מטבוליזם של נודרנלין יורד. סרוטונין, לעומת זאת, מאפשר פיתוח של מיומנויות בתנאים של חיזוק חיובי, משפיע לרעה על היווצרות של תגובת הגנה. לפיכך, בתהליך של serotonergic גיבוש הזיכרון ומערכות נוראדרנלין הם סוג של היריבים, והפרעות נגרמת על ידי הצטברות יתר של סרוטונין, כנראה, יכול להיות מפוצה על ידי הפעלת מערכת noradrenergic.

המעורבות של דופמין בוויסות תהליכי הזיכרון היא רב-תכליתית בטבע. מצד אחד, זה כבר גילה כי זה יכול לעורר את הפיתוח של רפלקסים מותנה עם חיזוק שלילי. מצד שני, זה מקטין את זרחון של חלבונים העצבית (למשל, חלבון B-50) ומעורר החליפין phosphoinositol. ניתן להניח כי המערכת הדופאמינרגית משתתפת באיחוד הזיכרון.

Neuropeptides שפורסמו בסינפסה במהלך עירור מעורבים גם תהליכי היווצרות זיכרון. הפפטיד מעי vasoactive מגביר את הזיקה של קולטן ניקוטינים למתווך בעוד כמה אלף פעמים, תורם לתפקוד מערכת כולינרגית. הורמון וזופרסין שוחרר מבלוטת יותרת המוח האחורית, אשר מסונתזת בגרעיני supraoptic של ההיפותלמוס, נוכחי אקסונלית מועבר והאונה האחורית של בלוטת יותרת המוח, שם הוא מאוחסן שלפוחית סינפטית, ושוחרר הדם מהן. הורמון adrenocorticotrophic הורמון יותרת המוח זה (ACTH) פועלים ללא הרף במוח רגולטורים תהליכי זיכרון. יודגש כי אפקט זה שונה מפעילות הורמונלית שלהם - שברי תרכובות אלה הם נטולי פעילות זו, יש אותה השפעה על תהליך הלמידה, כמו גם המולקולה כולה.

גירויים זיכרון nonpeptidic הם כמעט לא ידוע. היוצא מן הכלל הוא orotate והוא נמצא בשימוש נרחב piracetam המרפאה. האחרון הוא אנלוגי כימי של חומצה גמא- aminobutyric שייך לקבוצה של תרופות שנקרא nootropic, אחת ההשפעות של אשר הוא שיפור של מחזור המוח.

עם המחקר של התפקיד של orotate במנגנונים של קיבוע זיכרון, תככים קשורה במוחם של נוירוכימאים במחצית השנייה של המאה ה -20. הסיפור התחיל בניסויים של ג 'יי מקונל על פיתוח של רפלקסים לא הגיוני מישוריים עבור אור בתולעים שטוחים פרימיטיביים. לאחר יצירת רפלקס יציב, הוא חתך את Planarius לשני חלקים ובדק את יכולת הלמידה של רפלקס אותו בבעלי חיים כי התחדש משני חצאי. הפתעה היתה כי לא רק את האנשים שהתקבלו מן החלק הראש הגדילו את יכולת הלמידה, אבל אלה היו מחדש מן הזנב הוכשרו הרבה יותר מהר מאשר אנשים שליטה. כדי להכשיר את שניהם, שלוש פעמים פחות זמן נדרש מאשר אנשים מחדש מחיות שליטה. מקונל סיכם כי התגובה הנרכשת מקודדת על ידי חומר המצטבר הן בחלקי הראש והן בזנב של הגוף המישורי.

רפרודוקציה של תוצאות מקונל על חפצים אחרים נתקלה במספר קשיים, וכתוצאה מכך הוכרז המדען כשרלטן, ומאמריו חדלו להתקבל לפרסום בכל כתבי העת המדעיים. הסופר הזועם הקים את כתב העת שלו, שם פרסם לא רק את תוצאות הניסויים הבאים, אלא גם קריקטורות על המבקרים שלו ותיאורים ארוכים של הניסויים שערך בתגובה על הערות ביקורתיות. בזכות ודאותו של מק'קונל בזכותו, המדע המודרני יכול לחזור לניתוח של נתונים מדעיים מקוריים אלה.

ראוי לציין את העובדה הרקמות "מאומן" planarians זוהה תכולה גבוהה של חומצת orotic, אשר היא מטבוליט הכרחי תוצאות סינתזת RNA שהושגו מקונל, ניתן לפרש כדלקמן: תנאים לאימונים מהר יוצרים y orotate תוכן המוגבר "מאומנים". כאשר חוקרים את הלמידה של המתכננים מחדש, הם מתמודדים לא עם העברת הזיכרון, אלא עם העברת המיומנות להיווצרותו.

מצד שני, התברר כי כאשר התחדשות של Planarians מתבצעת בנוכחות RNase, רק אנשים המתקבלים שבר הראש להראות יכולת למידה מוגברת. ניסויים עצמאיים שנערך בסוף המאה העשרים. ג 'אונגר, מותר לבודד מן החיות במוח עם רפלקציה הימנעות חושך, פפטיד 15 חברים, קרא סקוטופובין (inducer של פחד מהחושך). ככל הנראה, הן רנ"א והן חלבונים מסוימים מסוגלים ליצור תנאים להפעלת קשרים פונקציונליים (רשתות אינטרניונליות), הדומות לאלה שהופעלו בגוף המקורי.

בשנת 2005, יום הולדת 80 של מקונל נחגג, ניסויים אשר יזמו את המחקר של נשאי זיכרון מולקולריים. בסוף המאה ה -20 וה -21. שיטות חדשות של גנומיקה ו proteomics הופיעו, השימוש בהם אפשרה לחשוף את המעורבות של שברי מולקולרית נמוכה של RNA התחבורה בתהליכי איחוד.

העובדות החדשות מאפשרות לשנות את הרעיון של אי-השתתפות ב- DNA במנגנונים של זיכרון לטווח ארוך. זיהוי של פולימראז DNA תלויי RNA ברקמת המוח ואת הנוכחות של מתאם חיובי של פעילותה עם יכולת למידה מצביעים על האפשרות של השתתפות DNA בתהליכי היווצרות הזיכרון. נמצא כי ההתפתחות של מזון מותנה רפלקסים מפעילה בחדות אזורים מסוימים (גנים האחראים על סינתזה של חלבונים ספציפיים) של ה- DNA של הניאוקורטקס. יצוין, כי הפעלת הדנ"א משפיעה בעיקר על אזורים הנראים לעתים רחוקות בגנום, ונצפתה לא רק בגרעין אלא גם בדנ"א המיטוכונדריאלי, ובאחרונה - במידה רבה יותר. הגורמים המדכאים את הזיכרון, מדכאים בו זמנית תהליכים סינתטיים אלה.

כמה ממריצים של שינון (ב: אשמרין, סטוקלוב, 1996)

ספציפיות של פעולה	ממריצים
	כיתות חיבור	דוגמאות לחומרים
סוכנים ספציפיים יחסית	פפטידים רגולטוריים	ואסופרסין והאנלוגים שלה, דיפפטיד פאו, ACTH והאנלוגים שלה
	תרכובות לא פפטיות	Pyracetam, gangliosides
	הרגולטורים של מטבוליזם RNA	Orotate, משקל מולקולרי נמוך RNA
ספקטרום רחב	נוירו-ממריצים	Phenylalkylamines (phenamine), phenylalkyloidonimines (סינוקוקרב)
	תרופות נוגדות דיכאון	2 (4-Methyl-1-piperazinyl) -10-methyl-3,4-diazaphenoxazine (azafen)
	מאפננים של מערכת cholinergic	Cholinomimetics, מעכבי אצטילכולינסטרז

הטבלה מציגה דוגמאות של תרכובות הממריצות שינון.

ייתכן כי המחקר של השתתפות DNA בתהליכי היווצרות הזיכרון ייתן תשובה סבירה לשאלה האם קיימים תנאים שבהם ניתן ליצור בירושה את המיומנויות הנוצרות או את ההופעות שנוצרו. ייתכן שהזיכרון הגנטי של האירועים ארוכי השנים שחוו אבותיהם נמצא בבסיסן של כמה תופעות בלתי מוסברות של הנפש.

על פי השקפה שנונה, אם כי לא מוכחת, טיסות החלום המלוות את גיבושו הסופי של המוח הבוגר, המנוסה על ידי כל אחד מאתנו בנעורינו, משקפות את תחושת הטיסה שחוו אבותינו הרחוקים בזמן שהם ישנו על עצים. אין זה דבר שטס בחלום לעולם אינו מסתיים בנפילה - אחרי כל אותם אבות רחוקים אשר, כאשר נפלו, לא היה זמן לתפוס את הענפים, למרות שהם חוו את התחושה הזאת לפני המוות, אבל לא לתת צאצאים ...