De proteïne is genoemd geworden mBDNF, die rijpe hersenen-afgeleide neurotrophic factor betekent. Het schijnt om neuronen chemisch te veranderen, opvoerend hun capaciteit om elkaar te communiceren met.
De „Meesten van wat wij als mensen verwezenlijken hangt af van wat wij,“ bovengenoemde Duane Alexander, M.D., Directeur van het Nationale Instituut van de Gezondheid van het Kind en Menselijke Ontwikkeling leren. „Deze ontdekking brengt de mogelijkheid om dit eiwitsysteem in mensen met wanorde te bestuderen van het leren en geheugen en misschien het ontwerpen van nieuwe medicijnen die zouden kunnen helpen om deze problemen te compenseren.“
De studie werd ondernomen door de Steek Petti, Ph.D, en Bai van NICHD Lu, Ph.D, samen met hun collega's bij NICHD, Medische Universiteit Weill van Cornell Universiteit in de Stad van New York, en de Chinese Universiteit van Hong Kong.
De Onderzoekers erkennen twee brede categorieën van geheugen--geheugen op korte termijn, en geheugen op lange termijn. Het geheugen Op korte termijn verwijst naar het voorbijgaande geheugen dat van notulen aan uren duurt. Het geheugen Op Lange Termijn verwijst naar de capaciteit om dingen voor een meer dan dag te herinneren--soms vele jaren.
De Wetenschappers hebben verdacht dat BDNF speelde een rol in geheugen, maar niet had geweten of het zijn effect direct, of in combinatie met andere substanties uitoefende. De eerste aanwijzing kwam in 1996. Dan, rapporteerden Dr. Lu en zijn collega's in Aard dat, in een laboratoriumsimulatie die de cellen van knaagdierhersenen gebruiken, BDNF veranderingen in de cellen indicatief van geheugen bevorderde. In 1998 rapporteerde de laureaat Eric Kandel van Nobel dat weefsel plasminogen activator ook in de vorming van geheugen op lange termijn werd geïmpliceerd. Plasminogen is activator van het Weefsel, of tPA, bekendst voor zijn gebruik in het oplossen van klonters in slag en hartaanvalpatiënten. Dr. Lu en zijn collega's wilden toen bepalen hoe tPA en BDNF met elkaar zou kunnen in wisselwerking staan om geheugen op lange termijn te vormen.
Een doorbraak kwam in 2001, toen een andere auteur van het huidige document, Barbara Hempstead, M.D., Ph.D, van Cornell, en haar collega's de chemische reactie ontcijferden die tot de vorming van mBDNF leiden. In die studie, rapporteerden Dr. Hempstead en haar medewerkers dat enzymplasmin chemisch vroeg, of voorloper, vorm van BDNF omzet--proBDNF--in mBDNF. Eerder, hadden andere onderzoekers bepaald dat tPA een andere plasminogen substantie omzet, in plasmin. (Een illustratie van de volledige chemische opeenvolging waardoor tPA de vorming van mBDNF bewerkstelligt verschijnt in http://www.nichd.nih.gov/new/releases/conversion_model_image.cfm.)
Nochtans, bewijst het ontcijferen van een chemische reactie in reageerbuizen dat de zelfde reactie natuurlijk in de hersenen voorkomt of niet dat de reactie aan de vorming van geheugen op lange termijn ten grondslag ligt.
„In het artikel van de Wetenschap, beschrijven wij een reeks experimenten aantonen die dat de chemische reactie die mBDNF eigenlijk produceert in de hersenen plaatsvindt, en die mBDNF aan het geheugenproces op lange termijn essentieel is,“ zei Dr. Pang.
Om hun experimenten te leiden, baseerden de onderzoekers die op observaties van een laboratoriumfenomeen wordt verondersteld om de veranderingen te weerspiegelen die in de hersenen voorkomen wanneer een geheugen op lange termijn wordt gevormd. Kortom, de neuronen communiceren via een relaissysteem van elektroimpulsen en gespecialiseerde molecules genoemd neurotransmitters. Een neuron produceert een elektroimpuls, ertoe brengend de cel om zijn neurotransmitters vrij te geven. De neurotransmitters, beurtelings, binden aan speciale plaatsen, of receptoren, op nabijgelegen neuronen. De ontvankelijke neuronen produceren dan hun eigen elektroimpulsen en geven hun eigen neurotransmitters vrij, die het proces in nog meer neuronen teweegbrengen, etc.
Wanneer een geheugen op lange termijn wordt gemaakt, geloven de onderzoekers dat de neuronen de capaciteit bereiken om een veel sterkere elektroimpuls over te brengen dan zij anders, en veel minder neurotransmitter vereisen.
Om geheugen te simuleren, baseerden de onderzoekers zich op een laboratoriumtest die die plakken impliceren uit de hersenen van muizen worden genomen. De test impliceert het vastmaken van micro-elektroden aan hersenencellen. De micro-elektroden zijn uiterst kleine sondes die de elektroimpulsen van de cellen ontdekken. De hersenenplakken komen uit een gebied van de hersenen als het zeepaardje worden, wordt verondersteld bekend om in het vormen van geheugen dat op lange termijn worden geïmpliceerd. Wanneer de hippocampal cellen met een specifiek patroon van elektrische signalen worden bevorderd, beginnen zij de sterkere elektrische signalen over te brengen kenmerkend van neuronen betrokken bij geheugen. Een betrekkelijk kleine uitbarsting van elektrische die stroom simuleert een fenomeen wordt verondersteld om geheugen op korte termijn te vergelijken, en als vroege versterking op lange termijn, of e-LTP bedoeld. Een grotere uitbarsting van stroom wordt verondersteld om geheugen op lange termijn te simuleren. Dit fenomeen, de onderzoekers waarover uitvoerig in het artikel van de Wetenschap rapporteerden, wordt bedoeld als recente versterking op lange termijn, of l-LTP.