Holger Wigström
Research project: Cellular
mechanisms of memory
Collaborators: Rui Li, Abdul-Karim Abbas
Summary:
Målgrupp: Allmänhet/skola
MINNET STUDERAS I ODLADE HJÄRNCELLER
Jag forskar om minnet. Vad händer i hjärnans nervsystem när minnena skapas?
Hjärnan rymmer många miljarder nervceller som kommunicerar med varandra med
kemiska och elektriska signaler. Minnet uppstår i samtalet mellan nervcellerna.
För att en minnesprocess ska komma igång måste signalöverföringen från nervcell
till nervcell förändras. Den kan till exempel bli mer effektiv eller försvagas.
För att undersöka de här mekanismerna använder jag hjärnvävnad från avlivade råttor.
Den innehåller nervceller från hippocampus, en liten sjöhästformad struktur i
hjärnan som har betydelse för minnet. När råttcellerna stimuleras elektriskt
kan vi få dem att "lära" eller att "glömma". En ström med
hög frekvens under kort tid förstärker kommunikationen mellan nervcellerna. En
ström med låg frekvens under lång tid gör istället signalöverföringen mindre
effektiv. För att se hur signaleringen förändras när vi sänder ström genom
hjärncellerna sticker vi ner elektroder i dem. Elektroder är tunna nålar som
mäter elektrisk aktivitet.
Men vi vet ännu inte hur förändringarna i signalöverföringen kan ge långvariga
effekter som kvarstår som minnen. Om vi lär oss förstå det, kanske vi kan få
fram botemedel mot Alzheimers sjukdom och andra sjukdomar som är förenade med
minnesstörningar. Eller tillverka ett minnespiller som gör läxläsningen dubbelt
så snabb!
Målgrupp: Forskare/experter
The over all aim of the project is to investigate use-dependent synaptic
changes, primarily long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD)
in the hippocampus, processes that are likely to play a key role in memory. Our
work is presently focused on elucidating the nature of the synaptic
modification responsible for LTP and LTD as well as clarifying the relation
between these two processes.
Our results have shown that LTD is associated with equal relative changes of
AMPA and NMDA receptor mediated components of the synaptic potential. In
contrast, LTP initially occurs as a predominant increase of the AMPA receptor
mediated component but changes with time (30-60 min) to equal relative changes
of the two components, this later phase being complementary to LTD. We
are currently extending these studies to time periods of several hours (4-8 h).
Direct application of the glutamate receptor agonist NMDA will be used as a
tool to separate among different modes of synaptic modification. The
experiments are carried out in hippocampal slices acutely prepared from young
rats. Synaptic potentials are recorded intra- or extracellularly. We plan to
use organotypic slices to achieve longer recording times in combination with
micro-sampling techniques to probe for chemical changes during LTP/LTD
(collaboration with Mats Sandberg).
The present work provides knowledge about memory at a basic cellular level. An
understanding of basic mechanisms for synaptic plasticity is also essential for
questions related to early neural development and to neuronal degeneration and
regeneration during brain damage.