Memori: mekanisme neurokimia memori

Meskipun mekanisme molekuler berfungsinya sel saraf tunggal telah dipelajari dalam banyak manifestasi dan prinsip pengorganisasian koneksi interneuronal telah dirumuskan, masih belum jelas bagaimana sifat molekul neuron menyediakan penyimpanan, reproduksi dan analisis memori informasi.

Fakta bahwa memperoleh pengetahuan (seperti prinsip moral) tidak diwariskan, dan generasi baru harus diajar lagi, memungkinkan kita untuk menganggap bahwa belajar adalah proses menciptakan koneksi antar saraf baru dan mengingat informasi diberikan oleh kemampuan otak untuk mereproduksi tautan ini seperlunya (aktifkan mereka). Namun, neurokimia modern belum mampu menyajikan teori yang konsisten yang menjelaskan bagaimana analisis faktor-faktor dunia luar terjadi di otak yang hidup. Seseorang hanya dapat menguraikan masalah yang oleh para ilmuwan dari berbagai area neurobiologi bekerja secara intensif.

Hampir semua jenis hewan mampu menganalisis perubahan lingkungan eksternal sampai tingkat yang lebih besar atau lebih rendah dan meresponsnya secara memadai. Dalam kasus ini, reaksi berulang tubuh terhadap efek eksternal seringkali berbeda dibanding pada tumbukan pertama. Pengamatan ini menunjukkan bahwa sistem kehidupan memiliki kemampuan untuk belajar. Mereka memiliki ingatan yang menjaga pengalaman pribadi hewan, yang membentuk reaksi perilaku dan dapat berbeda dari pengalaman orang lain.

Ingatan biologisnya beragam. Hal ini melekat tidak hanya di sel otak. Memori sistem kekebalan tubuh, misalnya, untuk waktu yang lama (sering untuk seumur hidup) menyimpan informasi tentang antigen asing sekali dalam tubuh. Ketika Anda kembali bertemu, sistem kekebalan tubuh memicu reaksi antibodi yang memungkinkan Anda untuk secara cepat dan efektif mengalahkan infeksi. Namun, sistem kekebalan tubuh "tahu" bagaimana menanggapi faktor yang diketahui, dan ketika bertemu dengan agen yang tidak diketahui, bagaimanapun, sistem kekebalan harus mengembangkan strategi perilaku baru. Sistem saraf, tidak seperti sistem kekebalan tubuh, dapat dilatih untuk menciptakan strategi perilaku dalam situasi baru, berdasarkan pada "pengalaman hidup", yang memungkinkan pengembangan respons yang efektif terhadap stimulus yang tidak diketahui.

Pertanyaan utama yang harus dijawab dalam studi mekanisme molekuler memori adalah: perubahan metabolisme apa yang terjadi pada neuron saat mereka bertemu dengan stimulus eksternal, yang memungkinkan informasi tersimpan dipelihara untuk waktu tertentu (kadang-kadang lama); dalam bentuk apa informasi yang diterima disimpan; bagaimana dianalisis?

Dalam proses belajar aktif, terjadi pada usia dini, terjadi perubahan struktur neuron, kepadatan kontak sinaptik meningkat, rasio sel glial dan syaraf meningkat. Sulit untuk membedakan proses pematangan otak dan perubahan struktural, yaitu pembawa muatan molekuler. Namun, jelas bahwa untuk pengembangan kecerdasan penuh, penting untuk menyelesaikan tugas yang diajukan oleh lingkungan eksternal (mengingat fenomena Mowgli atau masalah adaptasi terhadap kehidupan di alam hewan yang ditanam di penangkaran).

Pada kuarter terakhir abad XX. Upaya dilakukan untuk mempelajari secara rinci gambaran morfologi otak A. Einstein. Namun, hasilnya agak mengecewakan - tidak ada fitur yang membedakannya dari rata-rata otak modern yang terungkap. Satu-satunya pengecualian adalah rasio tertentu (tidak signifikan) dari rasio sel glial dan syaraf. Apakah ini berarti bahwa proses molekuler ingatan tidak meninggalkan jejak yang terlihat di sel saraf?

Di sisi lain, telah lama terbentuk bahwa penghambat sintesis DNA tidak mempengaruhi memori, sementara penghambat transkripsi dan terjemahan mengganggu proses memori. Apakah ini berarti bahwa protein tertentu dalam neuron otak adalah pembawa memori?

Organisasi otak sedemikian rupa sehingga fungsi utama yang terkait dengan persepsi sinyal eksternal dan reaksi terhadapnya (misalnya, dengan reaksi motorik) dilokalisasi di bagian korteks serebral tertentu. Kemudian pengembangan reaksi yang diakuisisi (refleks terkondisi) harus menjadi "penutupan obligasi" di antara pusat korteks yang sesuai. Kerusakan eksperimental pada pusat ini harus menghancurkan ingatan akan refleks ini.

Namun, neurofisiologi eksperimental telah mengumpulkan banyak bukti bahwa memori keterampilan yang didapat didistribusikan ke berbagai bagian otak, dan tidak terkonsentrasi hanya di area yang bertanggung jawab atas fungsi yang dipermasalahkan. Percobaan dengan gangguan parsial korteks pada tikus yang dilatih untuk mengorientasikan diri mereka di labirin menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mengembalikan keterampilan yang terganggu sebanding dengan volume kehancuran dan tidak bergantung pada lokalasinya.

Mungkin, perkembangan perilaku di labirin melibatkan analisis keseluruhan faktor (penciuman, rasa, visual), dan daerah otak yang bertanggung jawab atas analisis ini dapat ditemukan di berbagai area otak. Jadi, meskipun untuk setiap komponen respons perilaku ada bagian otak yang spesifik, reaksi umum diwujudkan saat mereka berinteraksi. Meski begitu, di otak, departemen telah ditemukan yang fungsinya berhubungan langsung dengan proses ingatan. Ini adalah hippocampus dan kompleks amigdoid, serta nukleus garis tengah talamus.

Satu set perubahan di SSP, terkait dengan fiksasi informasi (citra, jenis perilaku, dll.), Ahli syaraf disebut engram. Gagasan modern tentang mekanisme molekuler ingatan menunjukkan bahwa keterlibatan struktur otak individu dalam proses menghafal dan menyimpan informasi tidak terdiri dari penanganan spesifik, namun dalam mengatur penciptaan dan berfungsinya jaringan saraf yang menangkap, merekam dan mereproduksi informasi.

Secara umum, akumulasi data dalam penelitian tentang refleks perilaku dan aktivitas listrik otak menunjukkan bahwa manifestasi perilaku dan emosional aktivitas vital tidak terlokalisasi dalam kelompok neuron otak tertentu, namun dinyatakan dalam perubahan dalam interaksi sejumlah besar sel saraf yang mencerminkan fungsi seluruh otak sebagai dari sebuah sistem yang terintegrasi.

Untuk menggambarkan alur proses mengingat informasi baru dari waktu ke waktu, istilah memori jangka pendek dan memori jangka panjang sering digunakan. Dalam ingatan jangka pendek, informasi dapat disimpan dari pecahan detik sampai puluhan menit, sementara dalam ingatan jangka panjang, informasi terkadang terkandung di sepanjang kehidupan. Untuk mengubah jenis memori pertama menjadi yang kedua, diperlukan proses konsolidasi. Kadang-kadang dialokasikan ke tahap terpisah memori perantara. Namun, semua istilah ini, mungkin mencerminkan proses yang jelas, belum dipenuhi dengan data biokimia yang nyata.

Jenis memori dan modulasi mereka (oleh: Ashmarin, 1999)

Jenis memori	Inhibitor, efeknya
Memori jangka pendek	Electroshock, cholinolytics (atropin, skopolamin), galanin, US1 (pengantar bagian otak tertentu)
Memori intermediate (konsolidasi)	Inhibitor metabolisme energi, ouabain, hipoksia, inhibitor sintesis RNA dan protein (anisomycin, cycloheximide, puromycin, aktinomisin D, RNase), antibodi terhadap protein neurospecific (vasopresin, B-100 protein), asam 2-amino-5-fosfornovalerianovaya (6- AGC)
Memori jangka panjang (seumur hidup)	Inhibitor yang secara ireversibel melanggar itu tidak diketahui. Sebagian dihambat oleh atropin, diisopropil fluorofosfat, skopolamin

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

Memori jangka pendek

Ingatan jangka pendek, yang menganalisis informasi yang berasal dari berbagai organ sensorik, dan prosesnya, diwujudkan dengan partisipasi kontak sinapsis. Ini nampak jelas, karena waktu dimana proses ini dilakukan tidak dapat dibandingkan dengan waktu sintesis makromolekul baru. Hal ini ditegaskan oleh kemampuan untuk menghambat ingatan jangka pendek oleh penghambat sinaptik, dan ketidaksensitifannya terhadap inhibitor sintesis protein dan RNA.

Proses konsolidasi memakan waktu lebih lama dan tidak sesuai dengan interval yang ditentukan secara ketat (berlangsung dari beberapa menit sampai beberapa hari). Mungkin, durasi periode ini dipengaruhi baik oleh kualitas informasi maupun keadaan otak. Informasi yang dianggap otak inessential tidak mengalami konsolidasi dan lenyap dari ingatan. Masih menjadi misteri bagaimana pertanyaan tentang nilai informasi diputuskan dan apa sebenarnya mekanisme neurokimia dari proses konsolidasi. Durasi proses konsolidasi memungkinkan kita untuk menganggap bahwa itu adalah keadaan konstan otak yang terus-menerus melakukan "proses berpikir". Sifat beragam informasi yang masuk ke otak untuk dianalisis, dan berbagai mekanisme penghambatan yang berbeda dari proses konsolidasi, menunjukkan bahwa pada tahap ini beragam mekanisme neurokimia terlibat dalam interaksi.

Penggunaan senyawa yang ditunjukkan dalam tabel sebagai penghambat proses konsolidasi menyebabkan amnesia (kehilangan memori) pada hewan percobaan - ketidakmampuan untuk mereproduksi keterampilan perilaku yang dikembangkan atau untuk menyajikan informasi yang diperoleh untuk digunakan.

Menariknya, beberapa penghambat memanifestasikan dirinya setelah presentasi informasi yang diingat (amnesia retrograde), dan lain-lain - bila diterapkan pada periode sebelumnya (anterograde amnesia). Eksperimen yang banyak diketahui pada pengajaran ayam untuk membedakan butir dari yang tidak termakan, tapi serupa dengan objek ukuran. Pengenalan otak sintesis protein inhibitor sikloheximide pada anak ayam tidak mengganggu proses belajar, namun sama sekali mencegah fiksasi keterampilan. Sebaliknya, pemberian inhibitor pompa Na (Na / K-ATPase) ouabain benar-benar menghambat proses pembelajaran tanpa mempengaruhi kemampuan yang sudah terbentuk. Ini berarti bahwa pompa-N terlibat dalam pembentukan memori jangka pendek, namun tidak berpartisipasi dalam proses konsolidasi. Selain itu, hasil percobaan dengan sikloheximide menunjukkan bahwa sintesis molekul protein baru diperlukan untuk pelaksanaan proses konsolidasi, namun tidak diperlukan untuk pembentukan memori jangka pendek.

Akibatnya, pelatihan selama pembentukan memori jangka pendek mencakup pengaktifan neuron tertentu, dan konsolidasi - penciptaan jaringan interneuronal jangka panjang, untuk mengkonsolidasikan interaksi di mana sintesis protein khusus diperlukan. Tidak diharapkan bahwa protein ini akan menjadi pembawa informasi spesifik, formasi mereka bisa menjadi "hanya" sebuah insentif untuk aktivasi koneksi antar-saraf. Bagaimana konsolidasi mengarah pada pembentukan memori jangka panjang yang tidak bisa diganggu, namun bisa diproduksi ulang sesuai permintaan, tetap tidak jelas.

Pada saat yang sama, jelas bahwa penciptaan keterampilan yang kuat adalah kemampuan populasi neuron untuk membentuk jaringan di mana transmisi sinyal menjadi sangat mungkin terjadi, dan kemampuan otak ini dapat bertahan dalam waktu lama. Kehadiran satu jaringan interneuronal semacam itu tidak mencegah Neuron untuk tidak terlibat dalam jaringan serupa lainnya. Karena itu, jelaslah bahwa kemampuan analitis otak sangat besar, jika tidak terbatas. Juga jelas bahwa realisasi kemampuan ini bergantung pada intensitas latihan, terutama saat pematangan otak dalam ontogenesis. Seiring bertambahnya usia, kemampuan belajar jatuh.

Belajar erat kaitannya dengan kemampuan plastisitas - kemampuan kontak sinaptik terhadap perubahan fungsional yang terjadi dalam proses berfungsinya, yang ditujukan untuk sinkronisasi aktivitas neuron dan penciptaan jaringan antar syaraf. Manifestasi plastisitas disertai dengan sintesis protein spesifik yang melakukan dikenal (misalnya reseptor) atau fungsi yang tidak diketahui. Salah satu peserta dalam pelaksanaan program ini adalah protein S-100, yang termasuk dalam annexins dan ditemukan di otak dalam jumlah sangat besar (ini berasal dari kemampuan untuk tetap larut pada saturasi 100% dengan ammonium sulfate pada nilai pH netral). Kandungannya di otak beberapa kali lipat lebih besar daripada di jaringan lain. Ini terakumulasi terutama di sel glial dan ditemukan di dekat kontak sinaptik. Kandungan protein S-100 di otak mulai meningkat 1 jam setelah latihan dan mencapai maksimum dalam 3-6 jam, tetap pada tingkat tinggi selama beberapa hari. Pengenalan antibodi terhadap protein ini di dalam ventrikel otak tikus mengganggu kemampuan belajar hewan. Semua ini memungkinkan kita untuk mempertimbangkan protein S-100 sebagai peserta dalam penciptaan jaringan antar syaraf.

Mekanisme molekuler plastisitas sistem saraf

Plastisitas sistem saraf didefinisikan sebagai kemampuan neuron untuk melihat sinyal dari lingkungan luar yang mengubah determinisme keras genom. Plastisitas menyiratkan kemungkinan mengubah program fungsional untuk interaksi neuron sebagai respons terhadap perubahan lingkungan eksternal.

Mekanisme molekuler plastisitas bermacam-macam. Mari kita perhatikan yang utama pada contoh sistem glutamatergic. Pada sinapsis glutamatergik, berbagai reseptor, baik ionotropik dan metabotropik, ditemukan bersamaan. Pelepasan glutamat ke celah sinaptik selama eksitasi mengarah pada aktivasi reseptor ionotropik yang beresonansi dari kainat dan AMPA yang menyebabkan depolarisasi membran postsynaptic. Dengan besarnya potensi transmembran yang sesuai dengan potensi istirahat, reseptor NMDA tidak diaktifkan oleh glutamat karena saluran ion mereka diblokir. Untuk alasan ini, reseptor NMDA tidak memiliki kesempatan untuk segera melakukan aktivasi. Namun, ketika membran sinaptik mulai mendepolarisasi, ion magnesium dikeluarkan dari tempat pengikatan, yang secara tajam meningkatkan afinitas reseptor glutamat.

Aktivasi reseptor NMDAA menyebabkan masuknya kalsium ke dalam zona postsynaptic melalui saluran ion yang termasuk dalam molekul reseptor NMDA. Masukan kalsium juga diamati melalui saluran Ca yang bergantung pada potensial, yang diaktifkan karena kerja reseptor glutamat bersate danate danate. Sebagai hasil dari keseluruhan proses ini di zona pasca sinaptik, kandungan ion kalsium meningkat. Sinyal ini terlalu lemah untuk mengubah aktivitas berbagai enzim yang sensitif terhadap ion kalsium, tapi cukup untuk mengaktifkan fosfolipase C-membran, dimana substrat adalah phosphoinositol, dan menyebabkan akumulasi fosfat inositol dan inositol-3 aktivasi-fosfatzavisimogo rilis kalsium dari retikulum endoplasma signifikan.

Dengan demikian, aktivasi reseptor ionotropika tidak hanya menyebabkan depolarisasi membran di zona postsynaptic, namun juga menciptakan kondisi untuk peningkatan konsentrasi kalsium terionisasi yang signifikan. Sementara itu, glutamat diaktifkan di daerah sinaptik dan reseptor metabotropik. Akibatnya, menjadi mungkin untuk mengaktifkan protein G yang terkait "menempel" ke sistem efektor yang berbeda. Kinase, memfosforilasi berbagai target, termasuk reseptor ionotropika, dapat diaktifkan, yang memodifikasi aktivitas struktur saluran dari formasi ini.

Selain itu, reseptor glutamat juga terletak pada membran presinaptik, yang juga memiliki kesempatan untuk berinteraksi dengan glutamat. Reseptor metabotropik dari daerah sinapsis ini dikaitkan dengan aktivasi sistem penghilangan glutamat dari operasi celah sinaptik pada prinsip reuptake glutamat. Proses ini tergantung pada aktivitas pompa N, karena merupakan transport aktif sekunder.

Aktivasi reseptor NMDA yang ada pada membran presinaptik juga menyebabkan peningkatan kadar kalsium terionisasi di daerah presinaptik penghentian sinaptik. Akumulasi ion kalsium mensinkronisasi perpaduan vesikula sinaptik dengan membran, mempercepat pelepasan mediator ke celah sinaptik.

Ketika sinaps datang seri eksitasi pulsa dan konsentrasi total ion kalsium bebas terus-menerus meningkat, aktivasi tergantung kalsium protease calpain dapat diamati, yang membelah salah satu protein struktural fodrin masking reseptor glutamat dan mencegah interaksi mereka dengan glutamat. Dengan demikian, pelepasan neurotransmitter ke dalam celah sinaptik pada eksitasi menyediakan berbagai kemungkinan, pelaksanaan yang dapat mengakibatkan peningkatan atau penghambatan sinyal, atau untuk pemusnahan suatu: sinaps beroperasi pada prinsip multivariat dan dilaksanakan di masing-masing jalur instan tergantung pada berbagai faktor yang berbeda.

Di antara kemungkinan ini adalah self-tuning sinaps untuk transmisi sinyal terbaik, yang ternyata diperkuat. Proses ini disebut potensiasi jangka panjang (LTP). Ini terdiri dari kenyataan bahwa, dengan stimulasi frekuensi tinggi yang berkepanjangan, respon sel saraf terhadap impuls masuk terbukti diperkuat. Fenomena ini adalah salah satu sisi plastisitas, yang didasarkan pada memori molekuler sel neuron. Masa potensiasi jangka panjang disertai dengan peningkatan fosforilasi protein neuron tertentu oleh protein kinase tertentu. Salah satu hasil peningkatan kadar ion kalsium di dalam sel adalah aktivasi enzim Ca-dependent (calpain, phospholipases, protein kinase Ca-calmodulin). Beberapa enzim ini terkait dengan pembentukan bentuk aktif oksigen dan nitrogen (NADPH oxidase, NO synthase, dll.). Akibatnya, akumulasi radikal bebas dapat didaftarkan pada neuron teraktivasi, yang dianggap sebagai mediator sekunder regulasi metabolik.

Yang penting, namun bukan satu-satunya, akibat akumulasi radikal bebas pada sel neuronal adalah aktivasi gen respon awal yang disebut. Proses ini adalah respons transien paling awal dan tercepat dari inti sel terhadap sinyal radikal bebas, pengaktifan gen ini terjadi dalam 5-10 menit dan berlangsung beberapa jam. Gen-gen ini termasuk kelompok c-fos, c-jun, c-junB, zif / 268, dan lain-lain. Mereka menyandikan beberapa keluarga ekstensif protein transkripsional tertentu.

Aktivasi gen respon segera terjadi dengan partisipasi faktor nuklir NF-kV, yang harus menembus ke dalam nukleus melalui membran nuklir untuk merealisasikan aksinya. Penetrasinya terhambat oleh fakta bahwa faktor ini, yang merupakan dimer dari dua protein (p50 dan p65), berada dalam kompleks dengan penghambat protein di sitoplasma dan tidak dapat menembus ke dalam nukleus. Protein penghambat adalah substrat untuk fosforilasi oleh protein kinase tertentu, dan kemudian terdisosiasi dari kompleks, yang membuka jalan bagi inti NF-KB B. Faktor kooperator pengaktif protein kinase adalah hidrogen peroksida, sehingga gelombang radikal bebas, menangkap sel, menyebabkan sejumlah proses yang dijelaskan di atas, yang menyebabkan pengaktifan gen respons awal. Aktivasi c-fos juga dapat menyebabkan sintesis neurotropin dan pembentukan neurites dan sinapsis baru. Potensiasi jangka panjang yang disebabkan oleh stimulasi frekuensi tinggi pada hipokampus menyebabkan aktivasi zif / 268, mengkodekan protein pengikatan DNA Zn-sensitif. Antagonis reseptor NMDA memblokir potensiasi jangka panjang dan zat aktif zif / 268.

Salah satu yang pertama melakukan pada tahun 1949 sebuah upaya untuk memahami mekanisme analisis informasi di otak dan mengembangkan strategi tingkah laku SO Hebb. Dia menyarankan agar untuk melakukan tugas ini, asosiasi fungsional neuron - jaringan interneuronal lokal - harus dibentuk di otak. Memurnikan dan memperdalam representasi ini M. Rozenblat (1961), yang merumuskan hipotesis "Unsupervised correlation base learning". Menurut gagasan yang dikembangkan olehnya, dalam kasus pembangkitan serangkaian pelepasan, neuron dapat disinkronkan oleh asosiasi sel-sel tertentu (seringkali secara morfologi jauh dari satu sama lain) dengan penyetelan sendiri.

Neurokimia modern menegaskan kemungkinan penyetelan neuron semacam itu pada frekuensi yang sama, yang menjelaskan signifikansi fungsional rangkaian "pelepasan" yang menarik untuk menciptakan sirkuit antar-saraf. Dengan menggunakan analog glutamat dengan label neon dan dipersenjatai dengan teknologi modern, adalah mungkin untuk menunjukkan bahwa bahkan dengan stimulasi satu sinaps, eksitasi juga dapat menyebar ke struktur sinaptik yang cukup jauh karena pembentukan gelombang glutamat. Kondisi pembentukan gelombang seperti itu adalah frekuensi sinyal dalam rezim frekuensi tertentu. Penghambatan transporter glutamat meningkatkan keterlibatan neuron dalam proses sinkronisasi.

Selain sistem glutamatergic, yang berhubungan langsung dengan proses belajar (menghafal), sistem otak lain juga ikut berperan dalam pembentukan memori. Diketahui bahwa kemampuan untuk belajar menunjukkan korelasi positif dengan aktivitas kolin asetil transferase dan yang negatif dengan enzim yang menghidrolisis mediator ini dengan asetilkolinesterase. Penghambat asetiltransferase kolin mengganggu proses pembelajaran, dan penghambat cholinesterase berkontribusi pada pengembangan refleks defensif.

Dalam pembentukan memori, amina biogenik, norepinephrine dan serotonin, juga ikut berpartisipasi. Dalam pengembangan refleks terkondisi dengan penguatan negatif (electobolic), sistem noradrenergik diaktifkan, dan dengan penguatan positif (nutrisi), laju metabolisme noradrenalin menurun. Serotonin, sebaliknya, memfasilitasi pengembangan keterampilan dalam kondisi penguatan positif dan berdampak buruk pada pembentukan reaksi defensif. Dengan demikian, dalam proses konsolidasi memori serotonergik dan sistem noradrenalin adalah jenis antagonis, dan gangguan yang disebabkan oleh akumulasi berlebihan dari serotonin, tampaknya, dapat dikompensasikan dengan mengaktifkan sistem noradrenergik.

Keterlibatan dopamin dalam pengaturan proses ingatan bersifat multifaktorial. Di satu sisi, telah terungkap bahwa hal itu dapat merangsang perkembangan refleks terkondisi dengan penguatan negatif. Di sisi lain, ini mengurangi fosforilasi protein neuron (misalnya protein B-50) dan menginduksi pertukaran fosfoinositol. Dapat diasumsikan bahwa sistem dopaminergik berpartisipasi dalam konsolidasi memori.

Neuropeptida yang dilepaskan pada sinapsis selama eksitasi juga terlibat dalam proses pembentukan ingatan. Peptida intestinal vasoaktif meningkatkan afinitas reseptor kolinergik ke mediator beberapa ribu kali lipat, berkontribusi pada berfungsinya sistem kolinergik. Hormon vasopressin dilepaskan dari hipofisis posterior, yang disintesis dalam inti supraoptik hipotalamus, saat aksonal ditransfer ke lobus posterior hipofisis, di mana ia disimpan dalam vesikel sinaptik, dan dilepaskan ke dalam darah darinya. Hormon ini, serta hormon adrenokortikotropik pituitari (ACTH) terus berfungsi di otak sebagai pengatur proses ingatan. Perlu ditekankan bahwa efek ini berbeda dari aktivitas hormonnya - fragmen dari senyawa ini yang kekurangan aktivitas ini memiliki efek yang sama pada proses pembelajaran sebagai keseluruhan molekul.

Stimulasi memori nonpeptidic hampir tidak diketahui. Pengecualiannya adalah orotate dan banyak digunakan di klinik piracetam. Yang terakhir adalah analog kimiawi asam gamma-aminobutyric dan termasuk dalam kelompok yang disebut obat nirotin, salah satu efeknya adalah peningkatan sirkulasi otak.

Dengan mempelajari peran orotate dalam mekanisme fiksasi memori, intrik dikaitkan dengan pikiran para ahli neurokimia pada paruh kedua abad ke-20. Ceritanya dimulai dengan eksperimen J. McConnell mengenai elaborasi refleks planar yang tidak logis untuk cahaya pada cacing pipih primitif. Setelah menciptakan refleks yang stabil, ia memotong planarius menjadi dua bagian dan memeriksa kemampuan belajar dari refleks yang sama pada hewan yang diregenerasikan dari kedua bagian. Kejutan adalah bahwa tidak hanya individu yang diperoleh dari bagian kepala memiliki kemampuan belajar yang meningkat, namun yang telah diregenerasi dari ekor dilatih lebih cepat daripada individu kontrol. Untuk melatih keduanya, dibutuhkan waktu tiga kali lebih sedikit daripada individu yang diregenerasi dari hewan kontrol. McConnell menyimpulkan bahwa reaksi yang diperoleh dikodekan oleh zat yang terakumulasi di bagian kepala dan ekor tubuh planar.

Reproduksi hasil McConnell di situs lain mengalami sejumlah kesulitan, sebagai akibatnya ilmuwan tersebut dinyatakan sebagai penipu, dan artikelnya tidak lagi diterima untuk dipublikasikan di semua jurnal ilmiah. Penulis yang marah tersebut mendirikan majalahnya sendiri, di mana dia tidak hanya menerbitkan hasil eksperimen berikutnya, tapi juga kartun di pengulasnya dan deskripsi panjang eksperimen yang dia lakukan untuk menanggapi ucapan kritis. Berkat kepastian McConnell dalam kebenarannya, sains modern dapat kembali ke analisis data ilmiah asli ini.

Yang perlu diperhatikan adalah kenyataan bahwa jaringan "dilatih" planaria terdeteksi kandungan tinggi asam orotic, yang merupakan metabolit yang diperlukan untuk hasil sintesis RNA diperoleh McConnell, dapat diartikan sebagai berikut: Ketentuan untuk pelatihan lebih cepat menciptakan peningkatan konten orotate y "Terencana" planarian. Saat menyelidiki pembelajaran planarian yang telah diregenerasi, mereka tidak dihadapkan pada transfer memori, namun dengan transfer keterampilan ke formasinya.

Di sisi lain, ternyata saat regenerasi planari dilakukan di hadapan RNase, hanya individu yang didapat dari fragmen kepala yang menunjukkan peningkatan kemampuan belajar. Percobaan independen dilakukan pada akhir abad XX. G. Ungar, diizinkan untuk mengisolasi dari otak hewan dengan refleks penghindaran kegelapan, peptida 15 anggota, yang disebut scotofobin (induser takut akan kegelapan). Ternyata, RNA dan beberapa protein tertentu mampu menciptakan kondisi untuk memicu koneksi fungsional (jaringan interneuronal), serupa dengan yang diaktifkan pada individu asli.

Pada tahun 2005, ulang tahun ke-80 McConnel dirayakan, percobaan yang memprakarsai penelitian pembawa memori molekuler. Pada pergantian abad ke-20 dan ke-21. Metode baru genomik dan proteomik telah muncul, penggunaan yang memungkinkan untuk mengungkapkan keterlibatan fragmen rendah rantai RNA transportasi dalam proses konsolidasi.

Fakta baru memungkinkan untuk merevisi konsep DNA non-partisipasi dalam mekanisme memori jangka panjang. Deteksi DNA polimerase bergantung RNA di jaringan otak dan adanya korelasi positif aktivitasnya dengan kemampuan belajar menunjukkan kemungkinan partisipasi DNA dalam proses pembentukan memori. Ditemukan bahwa perkembangan refleks yang dikondisikan makanan secara tajam mengaktifkan daerah tertentu (gen yang bertanggung jawab untuk sintesis protein spesifik) DNA di neokorteks. Perlu dicatat bahwa aktivasi DNA terutama mempengaruhi daerah yang jarang direplikasi dalam genom, dan diamati tidak hanya di nuklir tetapi juga DNA mitokondria, dan pada tahap yang kedua - pada tingkat yang lebih tinggi. Faktor-faktor yang menekan ingatan, sekaligus menekan proses sintetis ini.

Beberapa stimulan menghafal (pada: Ashmarin, Stukalov, 1996)

Spesifisitas tindakan	Stimulan
	Kelas koneksi	Contoh zat
Agen yang relatif spesifik	Peptida regulasi	Vasopressin dan analoginya, peptom dipeptida, ACTH dan analognya
	Senyawa nonpeptida	Pyracetam, gangliosida
	Regulator metabolisme RNA	Orotate, RNA dengan berat molekul rendah
Agen spektrum luas	Neuro-stimulan	Phenylalkylamines (phenamine), phenylalkyloidonimines (synococarb)
	Antidepresan	2- (4-Metil-1-piperazinil) -10-metil-3,4-diaza-fenokoksin (azafen)
	Modulator sistem kolinergik	Cholinomimetik, penghambat asetilkolinesterase

Tabel menunjukkan contoh senyawa yang merangsang penghafalan.

Ada kemungkinan bahwa studi tentang partisipasi DNA dalam proses pembentukan memori akan memberikan jawaban yang masuk akal untuk pertanyaan apakah ada kondisi di mana keterampilan yang dihasilkan atau kesan yang muncul dapat diwariskan. Ada kemungkinan bahwa memori genetik dari kejadian lama yang dialami oleh nenek moyang terletak pada dasar beberapa fenomena jiwa yang tidak dapat dijelaskan.

Menurut pandangan yang cerdas, meski belum terbukti, penerbangan mimpi yang menyertai formasi akhir otak dewasa, dialami oleh kita masing-masing di masa muda kita, mencerminkan sensasi penerbangan yang dialami nenek moyang kita yang jauh pada saat mereka tidur di pohon. Bukan untuk apa-apa yang terbang dalam mimpi tidak pernah berakhir dengan kejatuhan - setelah semua nenek moyang jauh yang, ketika jatuh, tidak punya waktu untuk meraih cabang-cabangnya, meskipun mereka mengalami sensasi ini sebelum kematian, tapi tidak memberi keturunan ...