I Nature Neuroscience presenteras en studie i vilken författarna lyckats förbättra inlärningen i en känd djurmodell genom att optimera inlärningstillfällena utifrån en matematisk modell. Undersökningen har gjorts på havssnigeln Aplysia californica, en inom minnesforskningskretsar mycket välkänd organism som länge använts för att studera långtidspotentiering, dvs långvarig facilitering av synapser mellan neuron.

Aplysia californica är särskilt lämpad för just minnesforskning då den bara har i storleksordningen 20 000 nervceller. Vissa av dessa neuron är dessutom extremt stora, upp mot 1 mm i diameter. De senaste decennierna har mycket forskning skett kring de molekylärbiologiska grunderna för minne. Bland annat har proteinkinas A (PKA) och en signalkaskad som börjar med ett annat kinas, extracellular signal regulated kinase (ERK), visat sig vara centrala vid långtidspotentiering.
Författarna har skapat en matematisk modell för att tidsmässigt modellera enzymernas reaktioner och utifrån detta optimera tidpunkterna då inlärning bör ske. Frågan man ställt sig är vilka tidsintervall som bör passera mellan olika inlärningstillfällen, givet durationen av de reaktioner som PKA och ERK faciliterar.

Sniglarna delades in i två grupper som vardera gavs fem inlärningstillfällen. För den ena gruppen (kontrollerna) skedde inlärningstillfällena (ett slags stötar som djuren blev känsliga för) med 20 minuters mellanrum. För den andra gruppen gavs tillfällena efter ett schema som datorn räknat fram. Detta schema var tre inlärningar med tio minuters mellanrum, därefter en inlärning efter fem minuter. För det sista tillfället väntade man 30 minuter.

Minnet, dvs långtidspotentieringen, bedömdes utifrån nivån av fosforylering av transkriptionsfaktorn (CREB1) i neuronen fem dagar efter inlärningen. Denna visade sig sammantaget vara hög­re för djur som följt det framräknade schemat för inlärningstillfällen än för kontrollerna. Forskarna gjorde även beteendeförsök, djuren gavs en elstöt, som bland annat resulterade i att de drog in (retracted) sina gälar. Vid upprepade stötar blir djuret alltmer känsligt för att dra in gälarna. Denna känslighet var efter fem dagar fortfarande ökad hos djur som genomgått det »optimerade inlärningsprogrammet«, me­dan den återgått till det normala hos kontrollerna.

Författarna sammanfattar resultaten med att man tycks kunna påverka inlärning och minne med hjälp av en matematisk modell för optimering av tidsintervallen mellan inlärningstillfällena.
Det finns mängder med teorier för hur vi människor bör göra för att förbättra vårt minne, de flesta dåligt eller obefintligt vetenskapligt underbyggda. Den aktuella studien ger ingen ytterligare information om vilka slutsatser som kan dras av rönen avseende människors inlärning.

Många av de banbrytande försöken in­om minnesforskningen som belönades med Nobelpriset i medicin och fysiologi år 2000 gjordes på just Aplysia californica. De försöken avsåg de grundläggande molekylära mekanismerna för långtidspotentiering, medan den nu aktuella studien visar att det går att optimera minnet utifrån en matematisk modell baserad på den molekylärbiologiska kunskap som växt fram. Författarna hoppas att rönen i förlängningen ska kunna bidra till ökad kunskap om hur vi människor kan optimera vår inlärning.


Det går att optimera minnet. Det visar en aktuell studie på havssnigeln Aplysia californica – välkänd i minnesforskningen och särskilt lämpad då den bara har ca 20?000 nervceller. Foto: Nature Picture Library/IBL