Universitetet i Bergen sine hovedsatsings- områder er
marin forskning og utviklings-
forskning

Redaksjon

Minnets mysterium

Hvordan husker vi? Hvorfor sover vi? To spørsmål som barn kan stille, og som forskere over hele verden bruker år og millionbeløp på å finne ut av. Ved Fysiologisk institutt ved Universitetet i Bergen er det blitt observert små variasjoner i kommunikasjonsmønster mellom hjerneceller. Dette kan være viktige biter av et puslespill som viser svaret på de elementære spørsmålene.

Et av mange særtrekk ved menneske-dyret er dets evne til å beskrive seg selv og sitt intellekt ved hjelp av klisjeer. En klisje sier at " skiller mennesket fra andre dyr er evnen til språk og abstrakt tenkning". En annen klisje heter "hjernen er den mest finstemte og kompliserte av alle maskiner". Denne hang til generelt formulerte sannheter avdekker begrensningene i utsagnene, og stiller spørsmål ved sannhetsgehalten i dem. Paradokset i kunnskapsmangelen står klarest fram når vi ser hvor lite vi egentlig vet om hjernen. Stopper menneskets evne til selvforståelse i hjernens manglende evne til å forstå sin struktur?

Illustrasjonen er hentet fra "Mind and Brain", Readings from Scientific American Magazine, W.H.Freeman and Company, 1993.

– Noen svar for individets del har vi ikke. Derimot er avdekningen av hjernens funksjoner en felles oppgave for forskere, en oppgave som går stadig videre, sier Clive Bramham, Forsker NFR ved Fysiologisk institutt ved Universitetet i Bergen. I november ledet han et symposium på det årlige møtet i Society for Neuroscience i San Diego.

Lagring av hukommelse

Bramham forsker på plastisitet, variasjoner i overføring av signaler mellom nerveceller (neuroner) i den delen av hjernen som kalles hippocampus. Cellene kommuniserer seg imellom i innfløkte nettverk, der neuronene lettest kan beskrives som blekksprutformer og nettverket som kryssende fangarmer. Kommunikasjonen skjer der endene av armene møtes, i såkalte synapser. Innholdet fra en celle tømmes ut i en jevn strøm til en mottakercelle, som aktiviseres.

Når avsendercellen tilføres korte elektriske impulser, for eksempel i 20 millisekunder, har forskerne målt en umiddelbar økning i responsen hos mottakercellen. Den økte aktiviteten hos denne kan holde seg stabil i opptil flere uker. Denne reaksjonen kalles "langtidspotensiering", langvarig virkning, forkortet LTP. Forskerne tror det er den samme prosessen som gjør seg gjeldende når hjernen lagrer minner.

– Hippocampus har en viktig betydning for vår kortidshukommelse. Den mottar kompleks og bearbeidet informasjon fra hjernebarken, for eksempel synsbarken. Det vi prøver å finne ut er hvordan hippocampus får informasjonen videre over til langtidshukommelsen, og vi tror LTP spiller en viktig rolle her, forklarer Bramham.

– LTP er en prosess ved en enkelt synapse, og er kunstig stimulert i våre forsøk. Men vi tror at forsøkene reflekterer noe som skjer naturlig. Spørsmålet er hvordan LTP oppstår i den naturlige konteksten. Dette arbeider vi med å finne metoder for å kunne undersøke.

Variasjoner i søvnstadier

– Et interessant moment er at forskningen viser at evnen til å få LTP slås av og på i takt med hvor våken en er. Hvis vi gir den elektriske stimulansen når forsøksobjektet er i dyp søvn, får vi ingen målbar respons i mottakercellens grad av aktivitet. Prøver vi å gi den samme stimulansen når objektet er i REM-søvn, eller drømmesøvn, måler vi en klar økning i LTP. Hvorfor? Hva er det som skjer? Vi er nødt å kartlegge aktiviteten i hjernen under våkenhet og søvn. Hvorfor slår den seg av og på, spør Bramham, som har arbeidet med Førsteamanuensis Bolek Srebro ved instituttet om disse forsøkene, som er gjort på bedøvde rotter. Srebro var hans veileder til doktorgraden, som han tok i januar, 1992.

En teori forskerne har om dette, går på at den spontane dannelsen av LTP avhenger av interaksjon mellom nettverksaktivitet i våkenhet og søvntilstand. For å si det enkelt: Hjernen samler inn informasjon i våken tilstand, og inkorpererer den i et mer permanent minnelager under søvnen.

– Denne problematikken rører ved det grunnleggende spørsmål om søvnens fysiologiske funksjon. Hvorfor bruker vi en tredjedel av våre liv til å sove? Det er helt klart at dette har en virkning, at noe skjer, men hva?

Illustrasjonen er hentet fra "Mind and Brain", Readings from Scientific American Magazine, W.H.Freeman and Company, 1993.

Mot stoffavhengighet

Bramham har forsket på en ny type LTP, der informasjonen som ligger i avsendercellen, og skal overføres, består av to typer kjemiske stoffer, glutamat og opioide peptider (også kjent som endorfiner). Forskerne har lenge vært klar over forekomsten av peptidene, men det har vært uvisst hvilken betydning de har. Det Bramham har funnet ut, er at de skilles ut bare ved slike høyfrekvensstimuli som de benytter til å framkalle LTP i forsøkene. Dermed er det for første gang fastslått en sammenheng mellom de opioide peptidene og variasjoner i overføringsprosessen mellom neuronene i hjernen.

– Fra før av vet vi at opioide peptider fungerer som kroppens naturlige smertedempere. Og narkotika som morfin og heroin er særlig avhengighetsskapende nettopp ved at de stimulerer disse peptidene. Behandling av slik avhengighet er derfor den mest nærliggende kliniske nytten av videre forskning på dette området.

Clive Bramham understreker det tverrfaglige aspektet ved forskningen på LTP:

– Dette forskningsområdet har aspekter både innenfor psykologifaget, biokjemien og nevrologien. Det er viktig at forskere innen de enkelte fagfeltene bidrar til økt kunnskap om denne prosessen.

Suksess fra utkanten

Society for Neuroscience, som har 25.000 medlemmer, fikk inn 67 forslag til symposier på årets møte. 16 av forslagene ble valgt ut. I det symposiet Bramham var leder for, ble hans forskningsresultater satt i sammenheng med resultatene fra tre amerikanske forskere. Symposiet ble dermed en slags oppsummering av hva man idag vet om opioide peptiders innvirkning på LTP.

– Det at vi fikk temaet opp i denne sammenhengen, er en anerkjennelse av at dette er et viktig bidrag til hjerneforskningen. Tidligere har det vært endel spekulasjoner rundt disse fenomener. Nå vet vi at det er noe her som kan danne grunnlag for videre forskning, sier Bramham.

Bramham har hatt forskningsopphold i England, Frankrike og USA, men finner seg vel til rette ved Fysiologisk institutt i Bergen.

– Kanskje kan det være en fordel å jobbe litt utenfor allfarvei. Vitenskapen bærer ofte preg av å være moteorientert. Et ståsted som ved Universitetet i Bergen kan derfor være gunstig for selvstendig tenkning rundt problemene.