ERC-bevilling til forskning i hvordan hukommelse bliver skabt

DANDRITE-gruppeleder Sadegh Nabavi har netop modtaget et ERC Starting Grant på 1,5 millioner EUR til forskning i hvordan hukommelse skabes. Forskningen skal give svar på fundamentale spørgsmål såsom hvorfor nogle erindringer varer ved og hvorfor nogle erindringer hurtigt glemmes igen.

20.11.2015 | Karen Bech

Sadegh Nabavi har fået tildelt et af de prestigefyldte ERC Starting Grant. Foto: DANDRITE

Figur 1. Sadegh Nabavi vil anvende optogenetik til at modificere styrken af en hukommelse på det synaptiske niveau, for at undersøge hvorfor kun nogle synapser, og dermed kun nogle erindringer, bliver permanente (Figur: Sadegh Nabavi)

Figur 2. a) Frygtbetingning ved hjælp af optogenetik. Diagram af en rottes frygt-erindringskredsløb, der modtager optogenetisk stimulation (fra laser) sammen med elektrisk stød (til venstre). Dyret testes én dag senere (til højre) ved optisk aktivering af inputtet (blå). Kurven viser normaliseret antal af rottens aktivering af håndtag (1 min brønde) i forhold til før betingning b) LTD inaktiverer hukommelsen. In vivo aktivitet af en population af nerveceller i den laterale amygdala som følge af enkelt optisk stimulus (til venstre) før og efter LTD induktion (1Hz). Dyret er testet én dag senere (til højre). c) LTP genaktiverer hukommelsen. Ligesom i b) men dyret modtager en LTP protokol (100Hz). (Figur: Sadegh Nabavi, publiseret i Nature (Nabavi et al., 2014))

ERC-projektet tager fat på nogle helt fundamentale spørgsmål indenfor neurovidenskaben, der fokuserer på, hvordan hukommelse skabes og underbygges på synaptisk niveau.

Erindringer dannes ved ændringer i styrken af forbindelser mellem neuroner i hjernen, en proces kendt som synaptisk plasticitet. Sadegh Nabavi og hans tidligere kolleger demonstrerede dette endegyldigt i en nylig undersøgelse ved at vise, at man kan generere en erindring og derefter gentagne gange slukke og tænde for den ved blot at svække og styrke synapser, kendt som Long Term Depression (LTD) og Long Term Potentiation (LTP) induktion (se figur 2). Det umiddelbare spørgsmål, der følger af denne undersøgelse, er hvorfor nogle erindringer varer ved og hvorfor nogle erindringer hurtigt glemmes igen? Dette spørgsmål er et af de helt grundlæggende spørgsmål i hukommelsesforskningen, kendt som memory consolidation, og er det centrale emne for Sadegh Nabavis ERC Starting Grant.

Som vi alle kender fra vores dagligdag, kan vi huske trivielle begivenheder midlertidigt, men de forsvinder gradvist fra vores hukommelse med tiden. Men når en fremtrædende begivenhed indtræffer før eller efter en ubetydelig begivenhed, så er vi i stand til at huske detaljer fra den ubetydelige begivenhed, som ellers ville være blevet glemt. Der er en enorm overlevelsesfordel i dette. Vi vil nemlig være i stand til at registrere subtile signaler i forbindelse med en trussel (eller belønning), der kan ligge lige rundt om hjørnet, fordi vi stadig kan huske detaljerne fra vores tidligere erfaringer. Imidlertid kan ulempen ved denne mekanisme ses i post-traumatisk stress-lidelser, hvor en traumatisk hændelse kan hjemsøge en person resten af livet. Hvordan medfører en følelsesladet begivenhed, at en ikke-mindeværdig erindring pludselig bliver en permanent erindring, når disse begivenheder sammenkobles tidsmæssigt?

Anvendelse af banebrydende metoder

I sine bestræbelser på at besvare disse spørgsmål vil Sadegh Nabavi undersøge erindringernes byggesten, synapserne, og undersøge om stabiliteten af erindringer reflekteres i stabiliteten af deres synaptiske styrke. Hvis dette er tilfældet, hvad er så de molekylære mekanismer, der gør at kun nogle synapser, og dermed kun nogle erindringer, bliver permanente? Til dette formål vil han bruge optogenetik til at ændre styrken af erindringer på det synaptiske niveau. De primære metoder, der anvendes i hans forskningsgruppe til at registrere og kvantificere ændringer i den synaptiske styrke, og dermed en erindrings styrke, er in vitro og in vivo elektrofysiologi kombineret med adfærdsundersøgelser. Endelig, for at identificere de underliggende molekylære mekanismer, vil Sadegh Nabavi anvende transgene dyr, in vitro/in vivo billedbehandling og proteomics.

Sadegh Nabavi har allerede udgivet flere artikler om synaptisk plasticitet og hukommelsesdannelse i prestigefyldte tidsskrifter som Neuron, PNAS, og Nature.

Det Europæiske Forskningsråd (ERC) yder tilskud til internationale, banebrydende forskningsprojekter af videnskabelig topkvalitet inden for alle forskningsområder og emner.

For mere information, venligst kontakt

Sadegh Nabavi
Gruppeleder ved DANDRITE (the Danish Research Institute of Translational Neuroscience) 
Lektor ved Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet

Email: snabavi@dandrite.au.dk
Gruppe hjemmeside: www.dandrite.au.dk/nabavi

Læs mere om Sadegh Nabavis forskning her

Offentligheden / Pressen, Medarbejdere
89573 / i31