Bellek konsolidasyonu mekanizmaları

Abstract

Beyindeki bellek süreçleri sinirbilim alanında üzerinde en çok araştırma yapılan konulardan biridir. Buna rağmen karmaşık yapısı sebebiyle hala gizemini korumaktadır. Elde edilen bulgular bize belleğin temsil edildiği beyin bölgeleri olduğunu, bu bölgelerin birbiriyle çeşitli ağlanmalarla bağlı olduğunu, dahası dinamik bir yapılanmanın mevcut olduğunu göstermektedir. Bu yapılanma içinde beynimizde üç farklı bellek ile ilişkili olay görülür: kodlama, konsolidasyon ve geri çağırma. Konsolidasyon aşaması çevresel ve içsel faktörlere bağlı olarak bilginin sağlamlığını belirler, kısa süreli bellekten uzun süreli belleğe geçişi sağlar. Uykunun hızlı göz hareketleriyle karakterize olan evresinin (REM) konsolidasyona önemli bir etkisi olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada, daha önce REM uykusunu artırdığı gösterilmiş olan melanin konsantre edici hormon (MCH) hücrelerinin inhibisyonunun bellek performansına olası etkisi, transgenik fareler ve kemogenetik yöntemler kullanarak incelenmiştir. Transgenik bir fare modeli olan Pmch-Cre (Pro-melanin konsantre edici hormon) fareler ile MCH hücreleri stereotaktik virus enjeksiyonuyla hedeflenebilir hale getirilmiştir. Bir kemogenetik yöntem olan Tasarlanmış İlaçlarla Tasarlanmış Reseptörlerin Uyarımı' nda (DREADD) kullanılan AAV2-EF1a-DIO-hM4D(Gi)-mCherry virüsü enjeksiyonuyla MCH hücrelerinin bulunduğu lateral hipotalamus ve zona inserta bölgesinde tasarlanmış reseptörlerin üretimi sağlanmıştır. Bir diğer gruba kontrol amaçlı, DREADD etkisi olmayan AAV2/8-FLEX-GFP virüsü enjekte edilmiştir. Bellek performansını ölçmek için yeni nesne tanıma testi uygulanmıştır. Yeni nesne tanıma testi sonuçlarına göre MCH inhibisyonunun bellek performansında istatistik anlamlılığa ulaşan bir fark yaratmamakla birlikte olumsuz bir eğilime sebep olduğu gözlemlenmiştir.

Memory storage in brain is one of the most studied subjects in neuroscience; yet due to the highly complex structure of the memory related systems in brain, the mystery remains. Findings so far indicate that memory is represented in specific brain regions which are highly interconnected and there is a dynamic anatomical settlement. Also, memory related events in the brain are classified in three groups: encoding, consolidation and recall. Consolidation can be affected by environmental and inner factors. It is widely accepted that sleep plays a critical role in memory consolidation. In this context, Rapid Eye Movement (REM) stage is an important stage of sleep which has been a particular interest to many scientists in terms of the association between REM stage and memory consolidation. Here, we aimed to use Pmch-Cre animals in order to evaluate the pathophysiological relationship between MCH neuron activity and memory consolidation. Our goal was to observe the differences in memory consolidation which will be manipulated through MCH neurons with a unique chemogenetic approach. First, we targeted MCH neurons in the lateral hypothalamus and zona inserta with stereotaxic injection of AAV2-EF1a-DIO-hM4D(Gi)-mCherry virus which is the first element of the chemogenetic technique called Designer Receptors Activated by Designer Drugs (DREADD) in order to produce designed receptors in one group of animals. Then, we injected the AAV2/8-FLEX-GFP virus with no manipulative effect to another group of animals as a control. Novel object recognition (NOR) test is used for measuring memory performance. After the comparison of two groups we observed a trend in memory decrease in MCH neuron inhibited animals without a statistically significant difference.