Hukommelse: neurokemiske mekanismer for hukommelse

Selvom de molekylære mekanismer for en enkelt nervecelles funktion er blevet undersøgt i mange af deres manifestationer, og principperne for organisering af interneuronale forbindelser er blevet formuleret, er det stadig uklart, hvordan neuroners molekylære egenskaber sikrer lagring, reproduktion og analyse af information - hukommelse.

Det faktum, at erhvervet viden (ligesom moralske principper) ikke arves, og at nye generationer skal lære den på ny, giver os mulighed for at betragte læring som en proces, hvor man skaber nye interneuronale forbindelser, og at memorering af information sikres af hjernens evne til at reproducere disse forbindelser (aktivere dem), når det er nødvendigt. Moderne neurokemi er dog endnu ikke i stand til at præsentere en ensartet teori, der beskriver, hvordan analysen af faktorer i den ydre verden udføres i den levende hjerne. Vi kan kun skitsere de problemer, som forskere inden for forskellige områder af neurobiologi arbejder intensivt med.

Næsten alle dyrearter er i stand til at analysere ændringer i det ydre miljø i et vist omfang og reagere tilstrækkeligt på dem. Samtidig er organismens gentagne reaktion på ydre påvirkning ofte forskellig fra det første møde. Denne observation viser, at levende systemer har evnen til at lære. De har en hukommelse, der bevarer dyrets personlige oplevelse, som danner adfærdsreaktioner og kan afvige fra andre individers oplevelse.

Biologisk hukommelse er mangfoldig. Den er ikke kun iboende i hjerneceller. Immunsystemets hukommelse lagrer for eksempel information om et fremmed antigen, der engang er kommet ind i kroppen, i lang tid (ofte hele livet). Når immunsystemet støder på det igen, udløser det en reaktion, der danner antistoffer, hvilket gør det muligt at bekæmpe infektionen hurtigt og effektivt. Immunsystemet "ved" dog, hvordan det skal reagere på en kendt faktor, og når det støder på et ukendt agens, skal det udvikle en adfærdsstrategi på ny. Nervesystemet kan, i modsætning til immunsystemet, lære at skabe en adfærdsstrategi under nye omstændigheder baseret på "livserfaring", hvilket gør det muligt at udvikle en effektiv reaktion på et ukendt irritationsmoment.

De vigtigste spørgsmål, der skal besvares, når man studerer de molekylære mekanismer i hukommelsen, er følgende: hvilke metaboliske ændringer sker i neuroner, når de møder en ekstern stimulus, hvilket gør det muligt at lagre den modtagne information i en bestemt (nogle gange lang) periode; i hvilken form lagres den modtagne information; og hvordan analyseres den?

Under den aktive læring, der finder sted i en tidlig alder, observeres ændringer i neuronernes struktur, tætheden af synaptiske kontakter øges, og forholdet mellem gliaceller og nerveceller stiger. Det er vanskeligt at skelne mellem hjernens modning og de strukturelle ændringer, der er molekylære bærere af hukommelsen. Det er dog klart, at det for den fulde udvikling af intelligens er nødvendigt at løse problemer, der præsenteres af det ydre miljø (husk Mowgli-fænomenet eller problemerne med tilpasning til livet i naturen hos dyr, der opdrættes i fangenskab).

I sidste kvartal af det 20. århundrede blev der gjort forsøg på at studere de morfologiske træk ved A. Einsteins hjerne i detaljer. Resultatet var dog ret skuffende - der blev ikke afsløret nogen træk, der adskilte den fra den gennemsnitlige hjerne hos et moderne menneske. Den eneste undtagelse var en lille (ubetydelig) overskridelse af forholdet mellem gliaceller og nerveceller. Betyder det, at molekylære hukommelsesprocesser ikke efterlader synlige spor i nervecellerne?

På den anden side har det længe været fastslået, at hæmmere af DNA-syntese ikke påvirker hukommelsen, mens hæmmere af transkription og translation forværrer memoreringsprocesser. Betyder det, at visse proteiner i hjernens neuroner er hukommelsesbærere?

Hjernens organisering er således, at de vigtigste funktioner forbundet med opfattelsen af eksterne signaler og reaktioner på dem (for eksempel med en motorisk reaktion) er lokaliseret i bestemte dele af hjernebarken. Udviklingen af erhvervede reaktioner (betingede reflekser) bør derefter repræsentere en "lukning af forbindelser" mellem de tilsvarende centre i hjernebarken. Eksperimentel skade på dette center bør ødelægge hukommelsen om denne refleks.

Eksperimentel neurofysiologi har imidlertid akkumuleret en stor mængde beviser for, at hukommelsen om erhvervede færdigheder er fordelt på tværs af forskellige dele af hjernen og ikke kun er koncentreret i det område, der er ansvarligt for den pågældende funktion. Eksperimenter med delvis skade på cortex hos rotter, der er trænet til at navigere i en labyrint, har vist, at den tid, der kræves for at genoprette den beskadigede færdighed, er proportional med omfanget af skaden og ikke afhænger af dens lokalisering.

Adfærdsudviklingen i labyrinten omfatter sandsynligvis analyse af en hel række faktorer (olfaktoriske, smagsmæssige, visuelle), og de områder i hjernen, der er ansvarlige for denne analyse, kan være placeret i forskellige områder af hjernen. Selvom et bestemt område i hjernen er ansvarligt for hver komponent af den adfærdsmæssige reaktion, udføres den samlede reaktion gennem deres interaktion. Ikke desto mindre er der blevet opdaget områder i hjernen, hvis funktion er direkte relateret til hukommelsesprocesser. Disse er hippocampus og amygdala, såvel som kernerne i thalamus' midterlinje.

Neurobiologer kalder de ændringer i centralnervesystemet, der er forbundet med registrering af information (billede, adfærdstype osv.), for et engram. Moderne ideer om hukommelsens molekylære mekanismer indikerer, at individuelle hjernestrukturers deltagelse i processen med at huske og lagre information ikke består i at lagre specifikke engrammer, men i at regulere oprettelsen og funktionen af neurale netværk, der præger, registrerer og reproducerer information.

Generelt indikerer data akkumuleret i studiet af adfærdsreflekser og hjernens elektriske aktivitet, at både adfærdsmæssige og følelsesmæssige manifestationer af livet ikke er lokaliseret i en specifik gruppe af neuroner i hjernen, men udtrykkes i ændringer i interaktionerne mellem et stort antal nerveceller, hvilket afspejler hele hjernens funktion som et integreret system.

Udtrykkene korttidshukommelse og langtidshukommelse bruges ofte til at beskrive processen med at huske ny information over tid. I korttidshukommelsen kan information lagres i brøkdele af et sekund til ti minutter, mens information i langtidshukommelsen nogle gange kan lagres i en livstid. For at omdanne den første type hukommelse til den anden er den såkaldte konsolideringsproces nødvendig. Nogle gange udpeges den som et separat trin i den mellemliggende hukommelse. Imidlertid er alle disse termer, der sandsynligvis afspejler åbenlyse processer, endnu ikke blevet fyldt med reelle biokemiske data.

Hukommelsestyper og deres modulering (baseret på: Ashmarin, 1999)

Typer af hukommelse	Hæmmere, virkninger
Korttidshukommelse	Elektrochok, antikolinergika (atropin, scopolamin), galanin, US1 (injektion i bestemte dele af hjernen)
Mellemliggende hukommelse (konsolidering)	Energimetabolismehæmmere, ouabain, hypoxi, hæmmere af RNA og proteinsyntese (anisomycin, cycloheximid, puromycin, actinomycin O, RNase), antistoffer mod neurospecifikke proteiner (vasopressin, protein B-100), 2-amino-5-phosphornovaleriansyre (6-ARU)
Langtidshukommelse (livslang hukommelse)	Hæmmere, der irreversibelt forstyrrer det, er ukendte. Delvist undertrykt af atropin, diisopropylfluorophosphat, scopolamin

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Korttidshukommelse

Korttidshukommelsen, som analyserer information fra forskellige sanseorganer og bearbejder den, realiseres ved deltagelse af synaptiske kontakter. Dette synes indlysende, da den tid, hvori disse processer udføres, ikke stemmer overens med syntesetiden for nye makromolekyler. Dette bekræftes af muligheden for at hæmme korttidshukommelsen af synaptiske hæmmere og dens ufølsomhed over for hæmmere af protein- og RNA-syntese.

Konsolideringsprocessen tager længere tid og passer ikke ind i et strengt defineret interval (fra flere minutter til flere dage). Varigheden af denne periode påvirkes sandsynligvis af både informationens kvalitet og hjernens tilstand. Information, som hjernen anser for ubetydelig, konsolideres ikke og forsvinder fra hukommelsen. Det forbliver et mysterium, hvordan spørgsmålet om informationens værdi afgøres, og hvad de reelle neurokemiske mekanismer i konsolideringsprocessen er. Selve varigheden af konsolideringsprocessen tillader os at betragte det som en konstant tilstand i hjernen, der kontinuerligt implementerer "tankeprocessen". Den forskelligartede natur af den information, der kommer ind i hjernen til analyse, og den brede vifte af hæmmere af konsolideringsprocessen, der er forskellige i deres virkningsmekanisme, tillader os at antage, at forskellige neurokemiske mekanismer på dette stadie er involveret i interaktionen.

Brugen af forbindelser anført i tabellen som hæmmere af konsolideringsprocessen forårsager amnesi (hukommelsestab) hos forsøgsdyr - manglende evne til at reproducere den erhvervede adfærdsmæssige færdighed eller præsentere den modtagne information til brug.

Det er interessant, at nogle hæmmere viser deres effekt efter præsentationen af den information, der skal huskes (retrograd amnesi), mens andre - når de anvendes i perioden forud for dette (anterograd amnesi). Eksperimenter med at lære kyllinger at skelne korn fra uspiselige, men lignende størrelse genstande er bredt kendte. Introduktion af proteinsyntesehæmmeren cycloheximid i kyllingernes hjerne forstyrrede ikke læringsprocessen, men forhindrede fuldstændigt færdigheden i at blive konsolideret. Tværtimod hæmmede introduktionen af Na-pumpe (Na/K-ATPase)-hæmmeren ouabain fuldstændigt læringsprocessen uden at påvirke de færdigheder, der allerede var dannet. Det betyder, at Na-pumpen er involveret i dannelsen af korttidshukommelse, men ikke deltager i konsolideringsprocesser. Desuden indikerer resultaterne af eksperimenter med cycloheximid, at syntesen af nye proteinmolekyler er nødvendig for konsolideringsprocesserne, men ikke er nødvendig for dannelsen af korttidshukommelse.

Derfor involverer læring under dannelsen af korttidshukommelse aktivering af bestemte neuroner, og konsolidering involverer oprettelsen af langtids interneuronale netværk, hvor syntesen af særlige proteiner er nødvendig for konsolidering af interaktioner. Det bør ikke forventes, at disse proteiner vil være bærere af specifik information; deres dannelse kan "blot" være en stimulerende faktor for aktiveringen af interneuronale forbindelser. Hvordan konsolidering fører til dannelsen af langtidshukommelse, som ikke kan forstyrres, men kan reproduceres efter behov, forbliver uklart.

Samtidig er det tydeligt, at bag skabelsen af en stabil færdighed ligger en population af neuroner, der har evnen til at danne et netværk, hvor signaltransmission bliver mest sandsynlig, og denne evne hos hjernen kan bevares i lang tid. Tilstedeværelsen af et sådant interneuronalt netværk forhindrer ikke neuroner i at blive involveret i lignende andre netværk. Derfor er det klart, at hjernens analytiske evner er meget store, hvis ikke ubegrænsede. Det er også klart, at implementeringen af disse evner afhænger af læringsintensiteten, især i perioden med hjernemodning i ontogenesen. Med alderen falder evnen til at lære.

Indlæringsevnen er tæt forbundet med evnen til plasticitet - synaptiske kontakters evne til at gennemgå funktionelle reorganiseringer, der forekommer under funktionen, med det formål at synkronisere neuronal aktivitet og skabe interneuronale netværk. Plasticitetsmanifestationen ledsages af syntesen af specifikke proteiner, der udfører kendte (for eksempel receptor) eller ukendte funktioner. En af deltagerne i implementeringen af dette program er S-100-proteinet, som tilhører annexiner og findes i hjernen i særligt store mængder (det fik sit navn fra evnen til at forblive opløseligt ved 100% mætning med ammoniumsulfat ved neutrale pH-værdier). Dets indhold i hjernen er flere størrelsesordener større end i andre væv. Det akkumuleres hovedsageligt i gliaceller og findes i nærheden af synaptiske kontakter. Indholdet af S-100-protein i hjernen begynder at stige 1 time efter indlæring og når et maksimum efter 3-6 timer og forbliver på et højt niveau i flere dage. Injektion af antistoffer mod dette protein i ventriklerne i rotternes hjerner forstyrrer dyrenes indlæringsevne. Alt dette gør det muligt for os at betragte S-100-proteinet som en deltager i skabelsen af interneuronale netværk.

Molekylære mekanismer for nervesystemets plasticitet

Nervesystemets plasticitet defineres som neuroners evne til at opfatte signaler fra det ydre miljø, der ændrer genomets rigide determinisme. Plasticitet indebærer evnen til at ændre det funktionelle program for neuronal interaktion som reaktion på ændringer i det ydre miljø.

Molekylære mekanismer for plasticitet er forskellige. Lad os betragte de vigtigste ved at bruge det glutamaterge system som et eksempel. I den glutamaterge synapse findes receptorer med forskellige egenskaber samtidigt - både ionotrope og metabotrope. Frigivelsen af glutamat i den synaptiske kløft under excitation fører til aktivering af kainat- og AMPA-aktiverede ionotrope receptorer, hvilket forårsager depolarisering af den postsynaptiske membran. Når transmembranpotentialet svarer til hvilepotentialets værdi, aktiveres NMDA-receptorer ikke af glutamat, fordi deres ionkanaler er blokeret. Af denne grund har NMDA-receptorer ikke en chance for primær aktivering. Men når depolariseringen af den synaptiske membran begynder, fjernes magnesiumioner fra bindingsstedet, hvilket kraftigt øger receptorens affinitet til glutamat.

Aktivering af NMDA-receptorer forårsager calciumindtrængen i den postsynaptiske zone gennem ionkanalen, der tilhører NMDA-receptormolekylet. Calciumindtrængen observeres også gennem potentialafhængige Ca-kanaler, der aktiveres af kainat- og AMPA-glutamatreceptorernes arbejde. Som et resultat af disse processer øges calciumionindholdet i de perimembrane regioner i den postsynaptiske zone. Dette signal er for svagt til at ændre aktiviteten af adskillige enzymer, der er følsomme over for calciumioner, men er signifikant nok til at aktivere perimembran phospholipase C, hvis substrat er phosphoinositol, og til at forårsage akkumulering af inositolfosfater og aktivering af inositol-3-fosfatafhængig calciumfrigivelse fra det endoplasmatiske reticulum.

Aktivering af ionotrope receptorer forårsager således ikke kun membrandepolarisering i den postsynaptiske zone, men skaber også betingelser for en betydelig stigning i koncentrationen af ioniseret calcium. Samtidig aktiverer glutamat metabotrope receptorer i den synaptiske region. Som et resultat bliver det muligt at aktivere de tilsvarende G-proteiner, der er "bundet" til forskellige effektorsystemer. Kinaser kan aktiveres, som phosphorylerer forskellige mål, herunder ionotrope receptorer, hvilket ændrer aktiviteten af kanalstrukturerne i disse formationer.

Derudover er glutamatreceptorer også lokaliseret på den præsynaptiske membran, som også har mulighed for at interagere med glutamat. Metabotrope receptorer i dette område af synapsen er forbundet med aktiveringen af systemet til fjernelse af glutamat fra den synaptiske kløft, hvilket fungerer efter princippet om glutamatgenoptagelse. Denne proces afhænger af Na-pumpens aktivitet, da det er en sekundær aktiv transport.

Aktivering af NMDA-receptorer på den præsynaptiske membran forårsager også en stigning i niveauet af ioniseret calcium i den præsynaptiske region af den synaptiske terminal. Akkumuleringen af calciumioner synkroniserer fusionen af synaptiske vesikler med membranen, hvilket accelererer frigivelsen af mediatoren i den synaptiske kløft.

Når en række excitatoriske impulser ankommer til synapsen, og den samlede koncentration af frie calciumioner er vedvarende forhøjet, kan der observeres aktivering af den Ca-afhængige proteinase calpain, som nedbryder et af de strukturelle proteiner fodrin, som maskerer glutamatreceptorer og forhindrer deres interaktion med glutamat. Frigivelsen af en mediator i den synaptiske kløft under excitation giver således en række muligheder, hvis implementering kan føre til forstærkning eller hæmning af signalet eller til dets afvisning: synapsen fungerer efter et multivariat princip, og den realiserede bane på et hvilket som helst tidspunkt afhænger af en række faktorer.

Blandt disse muligheder er synapsens selvjustering for den bedste transmission af det signal, der blev forstærket. Denne proces kaldes langtidspotentiering (LTP). Den består i, at nervecellens reaktioner på indgående impulser forstærkes ved langvarig højfrekvent stimulering. Dette fænomen er et af aspekterne ved plasticitet, som er baseret på neuroncellens molekylære hukommelse. Perioden med langtidspotentiering ledsages af øget fosforylering af visse neuronale proteiner af specifikke proteinkinaser. Et af resultaterne af stigningen i niveauet af calciumioner i cellen er aktiveringen af Ca-afhængige enzymer (calpain, fosfolipaser, Ca-calmodulin-afhængige proteinkinaser). Nogle af disse enzymer er relateret til dannelsen af aktive former for ilt og nitrogen (NADPH-oxidase, NO-syntase osv.). Som et resultat kan akkumulering af frie radikaler, der betragtes som sekundære mediatorer af metabolismeregulering, registreres i den aktiverede neuron.

Et vigtigt, men ikke det eneste resultat af ophobning af frie radikaler i en neuronal celle, er aktiveringen af de såkaldte tidlige responsgener. Denne proces er cellekernens tidligste og mest forbigående respons på et frit radikalsignal; aktivering af disse gener sker inden for 5-10 minutter og fortsætter i flere timer. Disse gener omfatter grupperne c-fos, c-jun, c-junB, zif/268 osv. De koder for flere store familier af specifikke transkriptionsregulatorproteiner.

Aktivering af gener for øjeblikkelig respons sker med deltagelse af den nukleare faktor NF-kB, som skal trænge ind i kernen gennem kernemembranen for at implementere sin virkning. Dens penetration forhindres af, at denne faktor, som er en dimer af to proteiner (p50 og p65), er i et kompleks med en proteininhibitor i cytoplasmaet og ikke er i stand til at trænge ind i kernen. Det hæmmende protein er et substrat for fosforylering af en specifik proteinkinase, hvorefter det dissocierer fra komplekset, hvilket åbner vejen for NF-kB ind i kernen. Den aktiverende cofaktor for proteinkinase er hydrogenperoxid, derfor forårsager en bølge af frie radikaler, der indfanger cellen, en række af de ovenfor beskrevne processer, hvilket fører til aktivering af gener for tidlig respons. Aktivering af c-fos kan også forårsage syntese af neurotrofiner og dannelse af neuritter og nye synapser. Langvarig potensering induceret af højfrekvent stimulering af hippocampus resulterer i aktivering af zif/268, der koder for et Zn-følsomt DNA-bindende protein. NMDA-receptorantagonister blokerer langtidspotentiering og aktivering af zif/268.

En af de første, der forsøgte at forstå mekanismen bag informationsanalyse i hjernen og udvikle en adfærdsstrategi i 1949, var S.O. Hebb. Han foreslog, at for at udføre disse opgaver skulle der dannes en funktionel forbindelse af neuroner - et lokalt interneuronalt netværk - i hjernen. M. Rosenblatt (1961) forfinede og uddybede disse ideer ved at formulere hypotesen om "Uovervåget korrelationsbaseret læring". Ifølge de ideer, han udviklede, kan neuroner i tilfælde af generering af en række udladninger synkronisere på grund af forbindelsen af visse (ofte morfologisk fjerne fra hinanden) celler gennem selvjustering.

Moderne neurokemi bekræfter muligheden for en sådan selvjustering af neuroner til en fælles frekvens og forklarer den funktionelle betydning af serier af exciterende "udladninger" for skabelsen af interneuronale kredsløb. Ved hjælp af en glutamatanalog med et fluorescerende mærke og bevæbnet med moderne teknologi var det muligt at vise, at selv når man stimulerer én synapse, kan excitation sprede sig til forholdsvis fjerne synaptiske strukturer på grund af dannelsen af den såkaldte glutamatbølge. Betingelsen for dannelsen af en sådan bølge er signalernes repeterbarhed i en bestemt frekvenstilstand. Hæmning af glutamattransportøren øger neuronernes involvering i synkroniseringsprocessen.

Udover det glutamaterge system, som er direkte relateret til lærings- (memorerings-) processer, deltager andre hjernesystemer også i hukommelsesdannelsen. Det er kendt, at evnen til at lære viser en positiv korrelation med aktiviteten af cholinacetyltransferase og en negativ korrelation med det enzym, der hydrolyserer denne mediator - acetylcholinesterase. Cholinacetyltransferasehæmmere forstyrrer læringsprocessen, og cholinesterasehæmmere fremmer udviklingen af defensive reflekser.

Biogene aminer, noradrenalin og serotonin, deltager også i dannelsen af hukommelse. Når betingede reflekser udvikles med negativ (elektrisk smerte) forstærkning, aktiveres det noradrenerge system, og med positiv (fødevare) forstærkning falder hastigheden af noradrenalinmetabolismen. Serotonin fremmer derimod udviklingen af færdigheder under forhold med positiv forstærkning og påvirker negativt dannelsen af en defensiv reaktion. I processen med hukommelseskonsolidering er de serotonerge og noradrenalinsystemer således en slags antagonister, og lidelser forårsaget af overdreven ophobning af serotonin kan tilsyneladende kompenseres ved aktivering af det noradrenerge system.

Dopamins rolle i reguleringen af hukommelsesprocesser har en multifaktoriel karakter. På den ene side har det vist sig, at det kan stimulere udviklingen af betingede reflekser med negativ forstærkning. På den anden side reducerer det fosforyleringen af neuronale proteiner (f.eks. protein B-50) og inducerer udveksling af fosfoinositider. Det kan antages, at det dopaminerge system er involveret i hukommelseskonsolidering.

Neuropeptider, der frigives i synapsen under excitation, er også involveret i hukommelsesdannelsesprocesser. Vasoaktivt intestinalt peptid øger affiniteten af kolinerge receptorer til mediatoren flere tusinde gange, hvilket letter funktionen af det kolinerge system. Hormonet vasopressin, der frigives fra den bageste hypofyse, syntetiseres i hypothalamus' supraoptiske kerner, overføres via axonal strøm til den bageste hypofyse, hvor det opbevares i synaptiske vesikler, og derfra frigives til blodet. Dette hormon, såvel som det hypofyse-adrenokortikotrope hormon (ACTH), fungerer konstant i hjernen som regulatorer af hukommelsesprocesser. Det skal understreges, at denne effekt adskiller sig fra deres hormonelle aktivitet - fragmenter af disse forbindelser, der mangler denne aktivitet, har samme effekt på læringsprocessen som hele molekyler.

Ikke-peptidiske hukommelsesstimulerende midler er stort set ukendte. Undtagelserne er orotat og piracetam, som er meget anvendt i klinisk praksis. Sidstnævnte er en kemisk analog af gamma-aminosmørsyre og tilhører gruppen af såkaldte nootropiske lægemidler, hvis ene virkning er øget cerebral blodgennemstrømning.

Undersøgelsen af orotats rolle i mekanismerne for hukommelseskonsolidering er forbundet med en intrige, der ophidsede neurokemikernes sind i anden halvdel af det 20. århundrede. Historien begyndte med J. McConnells eksperimenter med at udvikle en betinget refleks til lys hos primitive fladorme, planarier. Efter at have skabt en stabil refleks, skar han planarierne på tværs i to dele og testede evnen til at lære den samme refleks hos dyr regenereret fra begge halvdele. Overraskelsen var, at ikke kun individerne fra hoveddelen havde øget indlæringsevne, men også dem, der regenererede fra halen, lærte meget hurtigere end kontrolindividerne. Det tog 3 gange kortere tid at lære begge dele end for individer regenereret fra kontroldyrene. McConnell konkluderede, at den erhvervede reaktion er kodet af et stof, der akkumuleres i både hoved- og haledelen af planarierne.

Gengivelsen af McConnells resultater på andre objekter stødte på en række vanskeligheder, hvilket resulterede i, at videnskabsmanden blev erklæret for charlatan, og hans artikler blev ikke længere accepteret til offentliggørelse i alle videnskabelige tidsskrifter. Den vrede forfatter grundlagde sit eget tidsskrift, hvor han ikke kun offentliggjorde resultaterne af efterfølgende eksperimenter, men også karikaturer af sine anmeldere og lange beskrivelser af de eksperimenter, han udførte som svar på kritiske kommentarer. Takket være McConnells tillid til sin egen retfærdighed har moderne videnskab mulighed for at vende tilbage til analysen af disse originale videnskabelige data.

Det er bemærkelsesværdigt, at vævene hos "trænede" planarianere indeholder et øget indhold af orotisk syre, som er en metabolit, der er nødvendig for RNA-syntese. Resultaterne opnået af McConnell kan fortolkes som følger: betingelser for hurtigere læring skabes af et øget indhold af orotat hos "trænede" planarianere. Når man studerer indlæringsevnen hos regenererede planarianere, støder vi ikke på overførsel af hukommelse, men på overførsel af færdigheden til dens dannelse.

På den anden side viste det sig, at når planær regenerering finder sted i nærvær af RNase, udviser kun individer opnået fra hovedfragmentet øget indlæringsevne. Uafhængige eksperimenter udført i slutningen af det 20. århundrede af G. Ungar gjorde det muligt at isolere et 15-leddet peptid kaldet scotophobin (en inducer af frygt for mørke) fra hjernen hos dyr med en refleks for at undgå mørke. Tilsyneladende er både RNA og nogle specifikke proteiner i stand til at skabe betingelser for lanceringen af funktionelle forbindelser (interneuronale netværk) svarende til dem, der blev aktiveret hos det oprindelige individ.

I 2005 var det 80 år siden McConnell blev født, hvis eksperimenter lagde grunden til studiet af molekylære hukommelsesbærere. Ved begyndelsen af det 20. og 21. århundrede opstod nye metoder inden for genomik og proteomik, hvis anvendelse gjorde det muligt at identificere involveringen af lavmolekylære fragmenter af transfer-RNA i konsolideringsprocesser.

Nye fakta gør det muligt at genoverveje konceptet om DNA's manglende involvering i langtidshukommelsesmekanismer. Opdagelsen af RNA-afhængig DNA-polymerase i hjernevæv og tilstedeværelsen af en positiv korrelation mellem dens aktivitet og indlæringsevne indikerer muligheden for DNA-deltagelse i hukommelsesdannelsesprocesser. Det blev konstateret, at udviklingen af fødevarebetingede reflekser kraftigt aktiverer visse områder (gener, der er ansvarlige for syntesen af specifikke proteiner) af DNA i neocortex. Det bemærkes, at DNA-aktivering primært påvirker områder, der sjældent gentages i genomet, og observeres ikke kun i nukleart DNA, men også i mitokondrie-DNA, og i sidstnævnte i højere grad. Faktorer, der undertrykker hukommelsen, undertrykker samtidig disse syntetiske processer.

Nogle hukommelsesstimulerende midler (baseret på: Ashmarin, Stukalov, 1996)

Handlingens specificitet	Stimulerende midler
	Forbindelsesklasser	Eksempler på stoffer
Relativt specifikke agenter	Regulatoriske peptider	Vasopressin og dets analoger, dipeptid pEOA, ACTH og dets analoger
	Ikke- peptidforbindelser	Piracetam, gangliosider
	Regulatorer af RNA-metabolisme	Orotat, RNA med lav molekylvægt
Bredspektrede midler	Neurostimulatorer	Phenylalkylaminer (phenamin), phenylalkyloidnoniminer (sydnocarb)
	Antidepressiva	2-(4-methyl-1-piperazinyl)-10-methyl-3,4-diazaphenoxazindihydrochlorid (azaphen)
	Kolinerge systemmodulatorer	Kolinomimetika, acetylkolinesterasehæmmere

Tabellen viser eksempler på forbindelser, der stimulerer hukommelsen.

Det er muligt, at studiet af DNA's involvering i hukommelsesdannelsesprocesser vil give et velfunderet svar på spørgsmålet om, hvorvidt der er betingelser, hvorunder dannede færdigheder eller indtryk kan nedarves. Det er muligt, at genetisk hukommelse om gamle begivenheder, som forfædre har oplevet, ligger til grund for nogle endnu uforklarlige mentale fænomener.

Ifølge en vittig, omend ubevist, opfattelse afspejler de drømmeflyvninger, der ledsager den endelige dannelse af den modne hjerne, som hver enkelt af os oplever i vores ungdom, den følelse af flyvning, som vores fjerne forfædre oplevede, da de overnattede i træer. Det er ikke uden grund, at drømmeflyvninger aldrig ender med et fald - trods alt fødte de fjerne forfædre, der ikke havde tid til at gribe fat i grenene, når de faldt, ikke afkom, selvom de oplevede denne fornemmelse før døden...