Pamäť: neurochemické mechanizmy pamäti

Hoci molekulárne mechanizmy fungovania jednotlivých nervových buniek študovaných v mnohých prejavoch a formulovaných princípov interneuronal väzieb, je stále nejasné, ako molekulárne vlastnosti neurónov poskytovať ukladanie, reprodukciu a analýzu informácií - pamäti.

Skutočnosť, že získané poznatky (rovnako ako morálne princípy) sa nededia, a novej generácie musieť znovu naučiť, naznačuje, že učenie je proces vytvárania nových interneurón komunikáciu a ukladanie informácií poskytovaných schopnosti mozgu reprodukovať tieto odkazy podľa potreby (pre aktiváciu ne). Moderná neurochémia však zatiaľ nie je schopná poskytnúť konzistentnú teóriu, ktorá opisuje, ako sa v živom mozgu uskutočňuje analýza faktorov vonkajšieho sveta. Jeden môže len načrtnúť problémy, ktoré vedci z rôznych oblastí neurobiológie intenzívne pracujú.

Takmer všetky druhy zvierat sú schopné vo väčšej alebo menšej miere analyzovať zmeny vo vonkajšom prostredí a primerane reagovať na ne. V tomto prípade je opakovaná reakcia organizmu na vonkajšie účinky často odlišná od prvej zrážky. Toto pozorovanie ukazuje, že živé systémy majú schopnosť učiť sa. Majú pamäť, ktorá zachováva osobnú skúsenosť zvieraťa, ktorá vytvára behaviorálne reakcie a môže sa líšiť od skúseností iných jedincov.

Biologická pamäť je rôznorodá. Je neoddeliteľnou súčasťou nielen mozgových buniek. Pamäť imunitného systému, napríklad dlhý čas (často po celý život), uchováva informácie o cudzom antigéne, ktorý bol raz v tele. Keď sa znovu stretnete, imunitný systém vyvolá reakciu protilátok, ktorá vám umožní rýchlo a účinne poraziť infekciu. Avšak imunitný systém "vie", ako reagovať na známy faktor, a keď narazí na neznámeho agenta, musí vyvinúť novú stratégiu správania. Nervový systém, na rozdiel od imunitného systému, môže byť vycvičený tak, aby vytvoril stratégiu správania v nových podmienkach, založenú na "životnej skúsenosti", ktorá umožňuje vyvinúť účinnú odpoveď na neznámy stimul.

Hlavné problémy, ktoré by mal dostať odpoveď v štúdiu molekulárnych mechanizmov pamäte sú nasledovné: metabolické zmeny, ktoré sa vyskytujú v neurónoch keď narazí na vonkajší podnet, čo umožňuje, aby informácie pre špecifické (niekedy dlho) času; v akej forme je uložená prijatá informácia; ako sa analyzuje?

V procese aktívneho učenia, vyskytujúceho sa v ranom veku, dochádza k zmenám v štruktúre neurónov, zvyšuje sa hustota synaptických kontaktov, zvyšuje sa pomer gliových a nervových buniek. Je ťažké rozlíšiť proces zrenia mozgu a štrukturálne zmeny, ktoré sú molekulárnymi nosičmi pamäti. Je však zrejmé, že pre potrebu plný rozvoj inteligencie čeliť výzvam uložené na životné prostredie (myslím fenoménu Mauglí alebo problémy adaptácie na život v prírode zvierat chovaných v zajatí).

V poslednom štvrťroku XX storočia. Boli uskutočnené pokusy podrobne študovať morfologické znaky mozgu A. Einsteina. Výsledok však bol skôr sklamaním - neboli odhalené žiadne vlastnosti, ktoré by ho odlišovali od priemerného moderného mozgu. Jedinou výnimkou bol určitý (nevýznamný) prebytok pomeru gliových a nervových buniek. Znamená to, že molekulárne procesy v pamäti nezanechávajú v nervových bunkách žiadne viditeľné stopy?

Na druhej strane je už dlho zistené, že inhibítory syntézy DNA neovplyvňujú pamäť, zatiaľ čo inhibítory transkripcie a translácie zhoršujú pamäťové procesy. Znamená to, že určité proteíny v mozgových neurónoch sú nosičmi pamäte?

Organizácia mozgu je taká, že hlavné funkcie spojené s vnímaním vonkajších signálov a reakcií na ne (napríklad s motorickou reakciou) sú lokalizované v určitých častiach mozgovej kôry. Následkom vývoja získaných reakcií (podmienené reflexie) by malo byť "uzatvorenie väzieb" medzi zodpovedajúcimi stredmi kôry. Experimentálne poškodenie tohto centra musí zničiť pamäť tohto reflexu.

Experimentálna neurofyziológia však nahromadila veľa dôkazov, že pamäť nadobudnutých zručností je rozdelená do rôznych častí mozgu a nie sú sústredená iba v oblasti zodpovednej za danú funkciu. Experimenty s čiastočným porušením mozgovej kôry u potkanov vyškolených k navigácii bludisko, v ukázalo, že doba potrebná k obnovenie narušenej schopnosti úmerný objemu ničenia a nezávisí na jeho lokalizáciu.

Pravdepodobne vývoj chovania v labyrinte zahŕňa analýzu celého radu faktorov (čuchový, chuťový, vizuálny) a mozgové oblasti zodpovedné za túto analýzu môžu byť lokalizované v rôznych oblastiach mozgu. Takže aj keď pre každú zložku reakcie na správanie existuje určitá časť mozgu, všeobecná reakcia sa uskutočňuje, keď interagujú. Napriek tomu v mozgu boli nájdené oddelenia, ktorých funkcia je priamo spojená s pamäťovými procesmi. Ide o hipokampus a amygdaloidný komplex, rovnako ako o jadrá strednej čiary talamu.

Séria zmien v CNS, spojená s fixáciou informácií (obraz, typ správania atď.), Neurovedci sa nazývajú engram. Moderná predstavy o molekulárnych mechanizmov pamäti naznačuje, že účasť jednotlivých štruktúr mozgu v procese zapamätanie a ukladania informácií nie je uložený v špecifickom n-gram, a v regulácii vytvorenie a fungovanie neurónových sietí vykonávajúcich kontaktnú platňovú, fixáciu a reprodukcie informácií.

Všeobecne platí, že údaje získané v štúdii reflexov správanie a elektrickej aktivity mozgu, ukazujú, že správanie a emócií prejavy života nie sú lokalizované vo špecifickej skupiny neurónov v mozgu, a sú vyjadrené v meniacich sa interakcie veľkého množstva nervových buniek, ktoré odrážajú fungovanie celého mozgu vo forme integrovaného systému.

Na opis toku procesu spomienky na nové informácie v priebehu času sa často používajú pojmy krátkodobá pamäť a dlhodobá pamäť. V krátkodobej pamäti môžu byť informácie uložené z zlomkov sekundy na desiatky minút, zatiaľ čo v dlhodobej pamäti sú informácie niekedy obsiahnuté počas celého života. Ak chcete premeniť prvý typ pamäte na druhú, je potrebný takzvaný konsolidačný proces. Niekedy je priradená do samostatnej fázy medzipamäte. Avšak všetky tieto pojmy, pravdepodobne odrážajúce zrejmé procesy, ešte nie sú vyplnené skutočnými biochemickými údajmi.

Typy pamäte a ich modulácia (podľa: Ashmarin, 1999)

Typy pamäte	Inhibítory, účinky
Krátkodobá pamäť	Elektrošok, cholinolytiká (atropín, skopolamín), galanín, US1 (úvod do špecifických častí mozgu)
Priebežná pamäť (konsolidácia)	Inhibítory energetického metabolizmu, ouabaínu, hypoxii, inhibítory syntézy RNA a proteínov (anisomycin, cykloheximid, puromycin, aktinomycín D, RNáza), protilátky proti proteínom neurospecific (vazopresínu, proteín B-100), 2-amino-5-fosfornovalerianovaya kyseliny (6- AGC)
Dlhodobá (celoživotná) pamäť	Inhibítory, ktoré ho nezvratne porušujú, nie sú známe. Čiastočne inhibovaná atropínom, diizopropylfluórfosfátom, skopolamínom

[1], [2], [3], [4]

Krátkodobá pamäť

Krátkodobá pamäť, ktorá analyzuje informácie pochádzajúce z rôznych senzorických orgánov a ich spracovanie, sa realizuje za účasti synaptických kontaktov. To sa zdá zrejmé, pretože čas, počas ktorého sa tieto procesy vyskytujú, je nesúmerný s dobou syntézy nových makromolekúl. To je potvrdené schopnosťou inhibovať krátkodobú pamäť synaptickými inhibítormi a jej necitlivosť na inhibítory syntézy proteínov a RNA.

Proces konsolidácie trvá dlhší čas a nezapadá do striktne definovaného intervalu (trvajúci niekoľko minút až niekoľko dní). Pravdepodobne trvanie tohto obdobia je ovplyvnené tak kvalitou informácií, ako aj stavom mozgu. Informácie, ktoré mozog považuje za nepodstatné, nepodliehajú konsolidácii a zmiznú z pamäti. Zostáva záhadou, ako sa rozhoduje o otázke hodnoty informácií a aké sú skutočné neurochemické mechanizmy konsolidačného procesu. Samotná dĺžka procesu konsolidácie nám umožňuje zvážiť, že ide o konštantný stav mozgu, ktorý neustále vykonáva "myšlienkový proces". Rozličná povaha informácií vstupujúcich do mozgu na analýzu a široká škála rôznych inhibičných mechanizmov procesu konsolidácie naznačujú, že v tomto štádiu sa do interakcie podieľa celý rad neurochemických mechanizmov.

Použitie zlúčenín uvedených v tabuľke ako inhibítorov konsolidačného procesu spôsobuje amnéziu (strata pamäti) u pokusných zvierat - neschopnosť reprodukovať rozvinutú schopnosť správania alebo prezentovať získané informácie na použitie.

Zaujímavé je, že niektoré inhibítory sa prejavujú po prezentácii pamätihodných informácií (retrográdna amnézia) a ďalších - keď sa používajú v predchádzajúcom období (anterográdna amnézia). Známe experimenty na výučbe kurčiat na rozlíšenie obilia od nejedlých, ale podobných objektov veľkosti. Úvod do mozgu syntézy cykloheximidu proteínom inhibítora kurčiat neinterferoval s procesom učenia, ale úplne zabránil fixácii zručnosti. Na rozdiel od toho podávanie inhibítorov Na pumpy (Na / K-ATPázy) ouabain úplne potlačilo proces učenia bez ovplyvnenia už vytvorených zručností. To znamená, že N-pumpa sa podieľa na tvorbe krátkodobej pamäte, ale nezúčastňuje sa na konsolidačných procesoch. Okrem toho výsledky experimentov s cykloheximidom naznačujú, že syntéza nových proteínových molekúl je potrebná na realizáciu konsolidačných procesov, nie je však potrebná na tvorbu krátkodobej pamäti.

V dôsledku toho tréning počas formovania krátkodobej pamäte zahŕňa aktiváciu určitých neurónov a konsolidáciu - vytvorenie dlhodobých interneuronálnych sietí na upevnenie interakcie, pri ktorej je potrebná syntéza špeciálnych proteínov. Nemožno očakávať, že tieto proteíny budú nositeľmi špecifických informácií, ich tvorba môže byť "len" stimulom na aktiváciu interneurálnych spojení. Ako konsolidácia vedie k vytvoreniu dlhodobej pamäte, ktorú nemožno narušiť, ale môže byť reprodukovaná na požiadanie, zostáva nejasná.

Zároveň je jasné, že vytvorenie silnej zručnosti je schopnosťou populácie neurónov vytvoriť sieť, v ktorej sa vysielanie signálu stane s najväčšou pravdepodobnosťou a táto schopnosť mozgu môže pretrvávať dlhú dobu. Prítomnosť takejto interneuronálnej siete nebráni tomu, aby sa neuróny zapojili do podobných iných sietí. Preto je jasné, že analytické schopnosti mozgu sú veľmi veľké, ak nie neobmedzené. Je tiež jasné, že realizácia týchto schopností závisí od intenzity tréningu, najmä počas dozrievania mozgu v ontogenéze. S vekom sa schopnosť učiť padá.

Učenie je úzko spojené so schopnosťou plasticity - schopnosťou synaptických kontaktov s funkčnými zmenami, ktoré sa vyskytujú v procese fungovania, zamerané na synchronizáciu neurónovej aktivity a vytváranie interneurálnych sietí. Zjavenie plasticity je sprevádzané syntézou špecifických proteínov, ktoré vykonávajú známe (napr. Receptor) alebo neznáme funkcie. Jeden z členov tohto programu je proteín S-100 vzťahujúce sa na annexin detekovateľné v mozgu, a to najmä vo veľkých množstvách (to dostalo jeho meno od schopnosti udržať rozpustný pri 100 percent nasýtení síranom amónnym pri neutrálnom pH). Jeho obsah v mozgu je o niekoľko rádov väčší ako v iných tkanivách. Akumuluje sa hlavne v gliových bunkách a nachádza sa v blízkosti synaptických kontaktov. Obsah proteínov v mozgu S-100 sa začína zvyšovať hodinu po tréningu a dosahuje maximum v priebehu 3-6 hodín, pričom zostáva na vysokej úrovni niekoľko dní. Zavedenie protilátok proti tomuto proteínu v komorách mozgu potkana narúša schopnosti učenia zvierat. To všetko nám umožňuje považovať proteín S-100 za účastníka vo vytváraní interneurálnych sietí.

Molekulárne mechanizmy plasticity nervového systému

Plastickosť nervového systému je definovaná ako schopnosť neurónov vnímať signály z vonkajšieho prostredia, ktoré menia tvrdý determinizmus genómu. Plasticita znamená možnosť zmeny funkčného programu interakcie neurónov v reakcii na zmeny vo vonkajšom prostredí.

Molekulárne mechanizmy plasticity sú rôznorodé. Pozrime sa na hlavné príklady glutamatergického systému. Na glutamatergickej synapsii sa súčasne nachádzajú rôzne receptory, ako ionotropné, tak aj metabotropné. Uvoľňovanie glutamátu do synaptickej štrbiny počas excitácie vedie k aktivácii kainátových a AMPA-aktivovaných ionotropných receptorov, ktoré spôsobujú depolarizáciu postsynaptickej membrány. Pri veľkosti transmembránového potenciálu zodpovedajúcemu pokojovému potenciálu NMDA receptory nie sú aktivované glutamátom, pretože ich iónové kanály sú blokované. Z tohto dôvodu NMDA receptory nemajú šancu na okamžitú aktiváciu. Keď sa však začne depolarizovať synaptická membrána, z väzobného miesta sa odstránia horčíkové ióny, čo prudko zvyšuje afinitu receptora k glutamátu.

Aktivačný receptor YNMDA spôsobiť vstup vápnika do zóny cez postsynaptické iónový kanál, ktorý patrí k molekule receptora NMDA. Príjem vápnika je tiež pozorovaný cez napäťovo riadených kalciových kanálov sú aktivované v dôsledku prevádzky kainátu a AMPA receptorov glutamátu. V dôsledku toho, množstvo týchto postupov v postsynaptickej membráne oblasť plochy je zvýšený obsah iónov vápnika. Tento signál je príliš slabý pre zmenu aktivity rady enzýmov, ktoré sú citlivé na ióny vápnika, ale dosť k aktivácii fosfolipázy C-membrány, vyznačujúci sa tým, že substrátom je fosfoinositol, a spôsobiť akumuláciu inositolfosfátu a inositol-3 aktivácia-fosfatzavisimogo uvoľňovanie vápnika z endoplazmatického retikula významné.

Aktivácia ionotropných receptorov teda spôsobuje nielen depolarizáciu membrány v postsynaptickej zóne, ale tiež vytvára podmienky na výrazné zvýšenie koncentrácie ionizovaného vápnika. Medzitým sa glutamát aktivuje v synaptickej oblasti a metabotropných receptoroch. V dôsledku toho je možné aktivovať zodpovedajúce G-proteíny "pripojené" k rôznym efektorovým systémom. Môžu byť aktivované kinázy, fosforylujúce rôzne ciele vrátane ionotropných receptorov, ktoré modifikujú aktivitu kanálových štruktúr týchto formácií.

Navyše glutamátové receptory sú tiež umiestnené na presynaptickej membráne, ktoré tiež majú šancu na interakciu s glutamátom. Metabotropické receptory tejto oblasti synapsie sú spojené s aktiváciou systému na odstránenie glutamátu zo synaptickej štrbiny pracujúcej na princípe spätného vychytávania glutamátu. Tento proces závisí od aktivity N-pumpy, pretože ide o sekundárnu aktívnu prepravu.

Aktivácia NMDA receptorov prítomných na presynaptickej membráne tiež spôsobuje zvýšenie hladiny ionizovaného vápnika v presynaptickej oblasti synaptickej terminácie. Akumulácia iónov vápnika synchronizuje fúziu synaptických vezikúl s membránou a urýchľuje uvoľnenie mediátora do synaptickej štrbiny.

Keď synapsie je séria budiaci impulzy a celková koncentrácia voľných iónov vápnika je trvalo zvýšená aktivácia závislé vápnika proteázy calpain možno pozorovať, ktorá štiepi jeden zo štruktúrnych proteínov fodrinu maskovanie receptorov glutamátu a zabránenie ich interakciu s glutamátom. Tak, uvoľňovanie neurotransmiterov do synaptickej štrbiny po excitácii poskytuje rad možností, ktorého realizácia môže mať za následok zvýšenie alebo inhibícia signálu, alebo do utratenie: synapsie pracuje na princípe viac premennými a vykonávajú v každom okamihu cesty závisí na mnohých rôznych faktoroch.

Medzi týmito možnosťami je samoladenie synapsie pre najlepší prenos signálu, ktorý sa ukázal byť zosilnený. Tento proces sa nazýva dlhodobé zosilnenie (LTP). Spočíva v tom, že pri dlhodobej vysokofrekvenčnej stimulácii sa reakcie nervovej bunky na prichádzajúce impulzy ukážu byť posilnené. Tento jav je jednou zo strán plasticity, ktorá je založená na molekulárnej pamäti neurónovej bunky. Obdobie dlhodobého potencovania je sprevádzané zvýšenou fosforyláciou určitých neuronálnych proteínov špecifickými proteínkinázami. Jedným z výsledkov zvyšovania hladiny vápnikových iónov v bunke je aktivácia enzýmov závislých od Ca (kalpain, fosfolipázy, proteínkinázy závislé od Ca-kalmodulínu). Niektoré z týchto enzýmov súvisia s tvorbou aktívnych foriem kyslíka a dusíka (NADPH oxidáza, NO syntáza atď.). V dôsledku toho sa v aktivovanom neuróne môže zaznamenať akumulácia voľných radikálov, ktoré sa považujú za sekundárne mediátory metabolickej regulácie.

Dôležitým, ale nie jediným výsledkom akumulácie voľných radikálov v neurónovej bunke je aktivácia takzvaných génov predčasnej odpovede. Tento proces je najskoršou a najrýchlejšou prechodnou odpoveďou bunkového jadra na signál voľných radikálov, aktivácia týchto génov prebieha v priebehu 5 až 10 minút a trvá niekoľko hodín. Tieto gény zahŕňajú skupiny c-fos, c-jun, c-junB, zif / 268 atď. Kódujú niekoľko rozsiahlych rodín špecifických transkripčných proteínov.

Aktivácia génov bezprostrednej odpovede sa vyskytuje za účasti jadrového faktora NF-kV, ktorý musí preniknúť do jadra prostredníctvom jadrovej membrány na uskutočnenie svojho pôsobenia. To zabraňuje prenikaniu na to, že tento faktor predstavuje dimér dvoch proteínov (p50 a P65) v cytoplazme je v komplexe s proteínom inhibítora a nemôže vstúpiť do jadra. Inhibičný proteín je substrát na fosforyláciu špecifickou proteínkinázou a potom sa disociuje z komplexu, čo otvára cestu pre jadro NF-KB B. Aktivačným kofaktorom proteínkinázy je peroxid vodíka, takže vlna voľných radikálov, zachytávajúca bunku, spôsobuje množstvo vyššie opísaných procesov, čo vedie k aktivácii génov skorého odozvy. Aktivácia c-fos môže tiež spôsobiť syntézu neurotrofínov a tvorbu neuritov a nových synapsií. Dlhodobé zosilnenie spôsobené vysokofrekvenčnou stimuláciou hipokampsu vedie k aktivácii zif / 268 kódujúcej Zn-citlivý DNA-väzbový proteín. Antagonisty NMDA receptorov blokujú dlhodobú potenciu a aktívne látky zif / 268.

Jedným z prvých, ktorí sa v roku 1949 podujali pokúsiť porozumieť mechanizmu analýzy informácií v mozgu a vypracovať stratégiu správania, bol SO Hebb. Navrhol, že na vykonanie týchto úloh by sa v mozgu mala vytvoriť funkčná asociácia neurónov - miestnej interneuronálnej siete. Vylepšil a prehĺbil tieto reprezentácie M. Rozenblat (1961), ktorý formuloval hypotézu "Nezabezpečené korelačné základné vzdelávanie". Podľa myšlienok, ktoré vyvinula, v prípade generovania série výpustí sa neuróny môžu synchronizovať spojením určitých (často morfologicky vzdialených od seba) buniek samoladením.

Moderná neurochémia potvrdzuje možnosť takýchto samočinných neurónov so spoločnou frekvenciou, vysvetľujúc funkčný význam série vzrušujúcich "výbojov" na vytváranie interneurálnych obvodov. Použitie glutamátu analógu s fluorescenčné značkou a vyzbrojený moderné technológie, bolo možné ukázať, že aj keď jeden synapsie excitácia stimulácia môže predĺžiť na pomerne vzdialenej synaptickú štruktúru, v dôsledku tvorby tzv glutamátu vlny. Podmienkou na vytvorenie takejto vlny je frekvencia signálov v určitom frekvenčnom režime. Inhibícia glutamátového transportéra zvyšuje účasť neurónov v procese synchronizácie.

Okrem glutamatergického systému, ktorý priamo súvisí s procesmi učenia sa (zapamätania), sa na formovaní pamäti podieľajú aj iné mozgové systémy. Je známe, že schopnosť učiť sa odhaľuje pozitívnu koreláciu s aktivitou cholínacetyltransferázy a negatívna s enzýmom, ktorý hydrolyzuje tento mediátor acetylcholínesterázou. Inhibítory cholínacetyltransferázy narušujú proces učenia a inhibítory cholínesterázy prispievajú k rozvoju obranných reflexov.

Pri tvorbe pamäti sa tiež zúčastňujú biogénne amíny, norepinefrín a serotonín. Pri vývoji podmieneného reflexu s negatívnym (elektrobolevym) výstuže je aktivácia noradrenergný systém, a ak sa znižuje rýchlosť metabolizmu pozitívny (potraviny) výstuž noradrenalín. Serotonín naproti tomu uľahčuje rozvoj zručností v podmienkach pozitívnej výstuže a nepriaznivo ovplyvňuje tvorbu obrannej reakcie. Tak, v procese konsolidácie pamäti sérotonínergný a noradrenalínu systémy sú druh antagonistov, a poruchy spôsobené nadmerným hromadením serotonínu, zdá sa, že je možné kompenzovať aktiváciou noradrenergný systém.

Zapojenie dopamínu do regulácie pamäťových procesov má viacfaktorový charakter. Na jednej strane sa ukázalo, že môže stimulovať vývoj podmienených reflexov s negatívnym zosilnením. Na druhej strane znižuje fosforyláciu neuronálnych proteínov (napr. B-50 proteín) a indukuje výmenu fosfoinozitolu. Možno predpokladať, že dopaminergný systém sa zúčastňuje konsolidácie pamäti.

Neuropeptidy uvoľňované v synapse počas excitácie sú tiež zahrnuté v procesoch vytvárania pamäti. Vazoaktívnych intestinálne peptid zvyšuje afinitu na nikotínový receptor acetylcholínu na prostredníka niekoľko tisíckrát, čo prispieva k cholinergným fungovanie systému. Vazopresín hormón uvoľňovaný zo zadného laloku hypofýzy, ktorý je syntetizovaný v supraoptic jadrách hypotalame, axonálne prúd sa prenáša na zadné laloku hypofýzy, kde je uložený v synaptických vačkoch a uvoľňuje do krvi z nich. Tento hormón a hypofýzy adrenokortikotropného hormónu (ACTH) neustále pracujú v mozgu ako regulátory pamäťových procesov. Je potrebné zdôrazniť, že tento účinok je odlišný od ich hormonálnej aktivity - fragmenty týchto zlúčenín postrádajú túto aktivitu, majú rovnaký vplyv na proces učenia, rovnako ako celú molekulu.

Nepeptidické pamäťové stimulátory sú takmer neznáme. Výnimkou je orotát a je široko používaný v klinike piracetam. Posledne menovaný je chemický analóg kyseliny gama-aminomaslovej a patrí do skupiny takzvaných nootropných liekov, ktorých jedným z účinkov je zvýšenie cerebrálnej cirkulácie.

So štúdiom úlohy orotátu v mechanizmoch fixácie pamäte, intríg je spojený s mysľou neurochemistov v druhej polovici 20. Storočia. Príbeh začal experimentmi J. Mc Connella o spracovaní planárnych nelogických reflexov pre svetlo v primitívnych plochých červoch. Po vytvorení stabilného reflexu rozložil planár na dve časti a skontroloval schopnosť učenia rovnakého reflexu u zvierat, ktoré sa regenerovali z obidvoch polí. Prekvapením bolo, že nielen jedinci získaní z hlavnej časti mali zvýšenú schopnosť učiť sa, ale tí, ktorí boli regenerovaní z chvosta, boli vyškolení oveľa rýchlejšie ako kontrolní jedinci. Na trénovanie obidvoch sa vyžadovalo trikrát menej času ako u jedincov regenerovaných z kontrolných zvierat. McConnell dospela k záveru, že získaná reakcia je kódovaná látkou, ktorá sa hromadí v oboch častiach hlavy a chvosta rovinného tela.

Reprodukcia výsledkov McConnella na iných miestach narazila na niekoľko ťažkostí, v dôsledku čoho bol vedec vyhlásený za šarlatána a jeho články prestali byť prijaté na uverejnenie vo všetkých vedeckých časopisoch. Rozzuřený autor založil svoj vlastný časopis, kde publikoval nielen výsledky následných experimentov, ale aj karikatúry svojich recenzentov a zdĺhavé opisy experimentov, ktoré vykonal v reakcii na kritické poznámky. Vďaka McConnellovej istote v jeho správnosti sa moderná veda môže vrátiť k analýze týchto pôvodných vedeckých údajov.

Za zmienku stojí skutočnosť, že tkanivá "vyškolenie" planarians detekovaný vysoký obsah kyseliny orotovej, čo je metabolit nevyhnutné na výsledky syntézy RNA získaných McConnell, možno interpretovať nasledovne: Podmienky pre rýchlejší tréning vytvára zvýšený obsah orotát y "Vycvičení" planárni. Pri skúmaní učenia regenerovaných planaristov nie sú konfrontovaní s prenosom pamäte, ale s prenesením zručnosti na jej formovanie.

Na druhej strane sa ukázalo, že keď sa regenerácia planaristov uskutočňuje v prítomnosti RNázy, iba jedinci získaní z fragmentu hlavy vykazujú zvýšenú schopnosť učenia. Nezávislé experimenty sa uskutočnili koncom XX storočia. G. Ungar, nechal izolovať z mozgu zvierat s reflexom vyhýbania sa temnoty, 15-členný peptid nazývaný scotofobin (induktor strachu z tmy). Zdá sa, že RNA a niektoré špecifické proteíny sú schopné vytvoriť podmienky na začatie funkčných vzťahov (interneurón siete), podobných tým, ktoré boli aktivované v pôvodnom vzorke.

V roku 2005 sa oslávilo 80. Narodeniny McConnel, ktorých experimenty iniciovali štúdium molekulárnych pamäťových nosičov. Na prelome 20. A 21. Storočia. Objavili sa nové metódy genomiky a proteomiky, ktorých použitie umožnilo odhaliť zapojenie nízko molekulárnych fragmentov transportnej RNA do konsolidačných procesov.

Nové fakty umožňujú revíziu konceptu neúčasti DNA na mechanizmoch dlhodobej pamäti. Detekcia RNA-dependentnej DNA polymerázy v mozgovom tkanive a prítomnosť pozitívnej korelácie jej aktivity s učebnou schopnosťou naznačujú možnosť účasti DNA v procesoch tvorby pamäte. Zistilo sa, že vývoj reflexov podmienených potravou prudko aktivuje určité oblasti (gény zodpovedné za syntézu špecifických proteínov) DNA v neokortexte. Je potrebné poznamenať, že aktivácia DNA postihuje hlavne oblasti, ktoré sa zriedkavo replikujú v genóme a pozorujú sa nielen v jadrovej, ale aj v mitochondriálnej DNA, a vo väčšom rozsahu v DNA. Faktory potlačujúce pamäť súčasne potláčajú tieto syntetické procesy.

Niektoré stimuly spomienky (na: Ashmarin, Stukalov, 1996)

Špecifickosť činnosti	Stimulanty
	Triedy pripojenia	Príklady látok
Relatívne špecifické látky	Regulačné peptidy	Vasopresín a jeho analógy, dipeptid pEAO, ACTH a jeho analógy
	Nepeptidové zlúčeniny	Pyracetam, gangliozidy
	Regulátory metabolizmu RNA	Orotate s nízkou molekulovou hmotnosťou RNA
Agenti so širokým spektrom	Nervový stimulátor	Fenalkylamíny (fenamín), fenylalkyloidonimíny (synocokarb)
	Antidepresíva	2- (4-metyl-l-piperazinyl) -10-metyl-3,4-diazafenoxazín (azafen)
	Modulátory cholinergického systému	Cholinomimetiká, inhibítory acetylcholínesterázy

V tabuľke sú uvedené príklady zlúčenín, ktoré stimulujú zapamätanie.

Je možné, že štúdium účasti DNA v procesoch vytvárania pamäti poskytne primeranú odpoveď na otázku, či existujú podmienky, za ktorých môžu byť zdedené generované zručnosti alebo dojmy, ktoré vznikli. Je možné, že genetická pamäť dlhotrvajúcich udalostí, ktoré zažili predkovia, spočíva na základoch nejakých nevysvetlených fenoménov psychiky.

Podľa vtipného, hoci nevyskúšané názoru, lietanie vo sne, sprevádzajúcim konečnú tvorbu zrelého mozgu zažil každý z nás v mladosti, odráža pocit letu, sú vystavení naši predkovia v čase, keď sa utáborili v stromov. Niet divu, že lietanie sen nikdy neskončil pád - pretože tie predkami, ktorí na jeseň nemal čas chytiť vetvy, hoci zažil ten pocit, než zomrel, ale nedal potomstvo ...