Studija, objavljena nedavno u izvještajima Nacionalne akademije znanosti SAD-a, obilježava prvi pokušaj znanstvenika da točno odrede posebnu molekulu koja pomaže mozgu da se organizira u svjetlu novih iskustava.
Shemu mozga predstavlja vrtoglav splet živaca koji se spajaju u milijardama različitih smjerova. Dobrim dijelom nalikuje na opširan međudržavni sustav autocesta SAD-a, stisnut u nekoliko centimetara prostora, kojim putuju paketi informacija poput tisuću automobila u svakoj sekundi. Dugo vremena je bila tajna kako se takav opširan sustav uspostavlja. Znanstvenici iz Medicinskog centra sa Sveučilišta Rochester otkrili su zadivljujuć način za usmjeravanje "prometa" kod odraslih životinja, otkrivši faktor rasta živaca (NGF) koji igra važnu ulogu u povezivanju i ponovnom povezivanju uspostavljenih autocesta mozga.
Znanstvenici su dugo vremena mislili da se rađamo sa svim moždanim stanicama, ili neuronima, i da se ti neuroni ustrojavaju u čvrsto povezane strukture u kojima svaki neuron ima posebnu predodređenu ulogu. Međutim, posljednjih godina, neuroznanstvenici su otkrili da su moždane stanice zadivljujuće dinamične. Oni koriste izraz "plastičnost" kako bi istaknuli ideju fleksibilnosti mozga te sposobnost obavljanja raznovrsnih zadaća i prilagodbu na nove okolnosti. Funkcija mozga nije samo stvar broja i ispravnosti neurona, već i oblika organizacije te načina međusobnog povezivanja i komuniciranja.
Znanstvenici su imali mnogo problema pri točnom opisivanju načina na koji iskustvo djeluje na moždanu strukturu. Koristeći jedinstvenu tehnologiju transfera gena modificirali su miševe tako da stanice u hipokampusu, dijelu mozga bitnom za pamćenje i učenje, nose dodatne kopije gena koji stvaraju NGF. Miševi su odrasli i razvili se poput normalnih miševa. Kada su dostigli starost od otprilike tri mjeseca, NGF geni su se aktivirali, stimulirajući NGF u stanicama unutar hipokampusa.
Nakon toga su modificirani i normalni miševi podvrgnuti posebnom eksperimentu labirinta. Podijeljeni su u tri skupine: jedni su proveli dane lutajući naokolo, drugi su riješili jednostavne zadatke prolazeći nakon jednog dana istim labirintom, dok su treći neprestano rješavali nove zadatke unutar novih labirinata.
Otkriveno je da kombinacija povišenog NGF-a i izazovnog okoliša za učenje vodi razvoju novih neuronskih veza u području mozga bitnom za pamćenje i učenje. Miševi koji su proizvodili NGF bili su najbrži i najprilagodljiviji učenici. Promjene su ostajale kroz vrijeme trajanja eksperimenta, otprilike 8 mjeseci, što je srednje doba miševa.
Promjene su se zbile u području osnovnog prednjeg mozga. Splet živaca koji povezuje to područje i hipokampus je nužan za učenje i pamćenje. Dva područja djeluju usklađeno. Neurone u prednjem mozgu stimuliraju molekule poput NGF-a koje se stvaraju u hipokampusu.
Neuroni prednjega mozga genetski modificiranih miševa bili su poslije pokusa 60 posto veći od onih kod normalnih. Ujedno su modificirani miševi imali tri puta više neurona povezanih s hipokampusom, tvoreći tako mnogo veću "autocestu". Znanstvenici zaključuju da te dodatne veze osnažuju potencijal za učenje kod životinja.
