Πρόσφατη έρευνα στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) στην Κρήτη, τα αποτελέσματα της οποίας δημοσιεύονται στο EMBO Journal, ένα από τα πιο έγκυρα διεθνή επιστημονικά περιοδικά, αποκαλύπτει για πρώτη φορά έναν σημαντικό μηχανισμό με τον οποίο το νευρικό σύστημα μαθαίνει και αποθηκεύει πληροφορίες.
Παρόλο που η μνήμη και η μάθηση είναι από τις πιο θεμελιώδης λειτουργίες του εγκεφάλου, είναι ταυτόχρονα και από τις λιγότερο κατανοητές. Πώς το νευρικό σύστημα μπορεί να αποθηκεύει πληροφορίες και μετά να τις ανακαλεί; Χρησιμοποιώντας ως πειραματόζωο τον νηματώδες σκώληκα Caenorhabditis elegans, οι ερευνητές του Ινστιτούτου Γιάννης Βόγγλης και Νεκτάριος Ταβερναράκης, αποκάλυψαν μια, άγνωστη μέχρι σήμερα διαδικασία, με την οποία τα νευρικά κύτταρα ρυθμίζουν και τροποποιούν την επικοινωνία τους ανάλογα με τα ερεθίσματα από το περιβάλλον. Η ικανότητα αυτή των νευρικών κυττάρων να μεταβάλουν την μεταξύ τους σηματοδότηση ανάλογα με προηγουμένη εμπειρία, αποτελεί τη βάση της μνήμης και της μάθησης.
Ο νηματώδης σκώληκας Caenorhabditis elegans αποτελεί ένα εξαιρετικό πειραματικό σύστημα για νευροβιολογικές μελέτες, διαθέτοντας ένα απλό νευρικό σύστημα που απαρτίζεται από 300 περίπου κύτταρα. Συγκριτικά, το νευρικό σύστημα του ανθρώπου αποτελείται από εκατοντάδες δισεκατομμύρια κύτταρα. Επιπλέον, στον νηματώδη σκώληκα είναι γνωστό ακόμη και πώς συνδέονται μεταξύ τους οι νευρώνες για να δημιουργήσουν το συνολικό νευρικό κύκλωμα.
Οι ερευνητές του Ινστιτούτου μελέτησαν μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη η οποία λειτουργεί ως κανάλι ιόντων και απαιτείται για τη συνειρμική εκμάθηση στον νηματώδη. Αυτό το κανάλι εντοπίζεται σε συγκεκριμένους νευρώνες που επικοινωνούν με την απελευθέρωση του νεύροδιαβιβαστή ντοπαμίνη και ρυθμίζει τη λειτουργία τους. Στον άνθρωπο, οι νευρώνες αυτοί παίζουν σημαντικό ρόλο σε φαινόμενα εθισμού σε ναρκωτικά. Επίσης, είναι αυτοί οι νευρώνες που εκφυλίζονται στους ασθενείς με Parkinson.
Είναι σημαντικό ότι γονίδια που κωδικοποιούν τέτοιες πρωτεΐνες-κανάλια υπάρχουν και στον άνθρωπο. Δεδομένου ότι οι βασικοί μηχανισμοί που ελέγχουν τη λειτουργία των νευρώνων στους ανώτερους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου, είναι παρόμοιοι με εκείνους στον νηματώδη, είναι πιθανό ότι οι παρόμοιες πρωτεΐνες-κανάλια ιόντων συμμετέχουν σε διαδικασίες μάθησης και μνήμης σε αυτούς τους οργανισμούς.
Η κατανόηση των διαδικασιών αυτών θα επιτρέψει την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση ασθενειών που σχετίζονται με απώλεια μνήμης όπως είναι η νόσος Alzheimer?s, η γεροντική άνοια, οι συνέπειες στη μνήμη λόγω εγκεφαλικών, αλκοολισμού, κατάχρησης ναρκωτικών και άλλες.