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.

BACK