Paměť: neurochemické mechanismy paměti

Přestože molekulární mechanismy fungování jedné nervové buňky byly studovány v mnoha jejich projevech a byly formulovány principy organizace interneuronálních spojení, stále není jasné, jak molekulární vlastnosti neuronů zajišťují ukládání, reprodukci a analýzu informací - paměť.

Skutečnost, že získané znalosti (jako jsou morální principy) se nepředávají dědičně a nové generace se je musí znovu učit, nám umožňuje uvažovat o tom, že učení je proces vytváření nových interneuronálních spojení a zapamatování informací je zajištěno schopností mozku tato spojení v případě potřeby reprodukovat (aktivovat je). Moderní neurochemie však zatím není schopna představit konzistentní teorii popisující, jak probíhá analýza faktorů vnějšího světa v živém mozku. Můžeme pouze nastínit problémy, na kterých vědci v různých oblastech neurobiologie intenzivně pracují.

Téměř všechny živočišné druhy jsou schopny do určité míry analyzovat změny ve vnějším prostředí a adekvátně na ně reagovat. Zároveň se opakovaná reakce organismu na vnější vliv často liší od prvního setkání. Toto pozorování ukazuje, že živé systémy mají schopnost učit se. Mají paměť, která uchovává osobní zkušenost zvířete, jež formuje behaviorální reakce a může se lišit od zkušeností jiných jedinců.

Biologická paměť je rozmanitá. Je vlastní nejen mozkovým buňkám. Paměť imunitního systému například uchovává informace o cizím antigenu, který kdysi vstoupil do těla, na dlouhou dobu (často na celý život). Při opětovném setkání s ním imunitní systém spustí reakci a vytvoří protilátky, což umožňuje rychle a účinně porazit infekci. Imunitní systém však „ví“, jak reagovat na známý faktor, a při setkání s neznámým agens si musí znovu vyvinout strategii chování. Nervový systém se na rozdíl od imunitního systému dokáže naučit vytvářet strategii chování v nových okolnostech, na základě „životních zkušeností“, což mu umožňuje vyvinout účinnou reakci na neznámý dráždivý podnět.

Hlavní otázky, na které je třeba odpovědět při studiu molekulárních mechanismů paměti, jsou následující: jaké metabolické změny probíhají v neuronech, když se setkají s vnějším podnětem, což umožňuje uložení přijaté informace po určitou (někdy i dlouhou) dobu; v jaké formě je přijatá informace uložena; jak je analyzována?

Během procesu aktivního učení, ke kterému dochází v raném věku, dochází ke změnám ve struktuře neuronů, zvyšuje se hustota synaptických kontaktů a zvyšuje se poměr gliových a nervových buněk. Je obtížné rozlišit mezi procesem zrání mozku a strukturálními změnami, které jsou molekulárními nosiči paměti. Je však zřejmé, že pro plný rozvoj inteligence je nutné řešit problémy, které představuje vnější prostředí (vzpomeňte si na fenomén Mowgliho nebo na problémy adaptace zvířat chovaných v zajetí na život v přírodě).

V poslední čtvrtině 20. století byly učiněny pokusy o detailní studium morfologických znaků mozku A. Einsteina. Výsledek byl však spíše zklamáním - nebyly odhaleny žádné znaky, které by jej odlišovaly od průměrného mozku moderního člověka. Jedinou výjimkou byl mírný (nevýznamný) přebytek poměru gliových a nervových buněk. Znamená to, že procesy molekulární paměti nezanechávají v nervových buňkách viditelné stopy?

Na druhou stranu je již dlouho prokázáno, že inhibitory syntézy DNA neovlivňují paměť, zatímco inhibitory transkripce a translace zhoršují procesy zapamatování. Znamená to, že určité proteiny v mozkových neuronech jsou nosiči paměti?

Organizace mozku je taková, že hlavní funkce spojené s vnímáním vnějších signálů a reakcemi na ně (například s motorickou reakcí) jsou lokalizovány v určitých částech mozkové kůry. Pak by vývoj získaných reakcí (podmíněných reflexů) měl představovat „uzavření spojení“ mezi odpovídajícími centry kůry. Experimentální poškození tohoto centra by mělo zničit paměť tohoto reflexu.

Experimentální neurofyziologie však nashromáždila velké množství důkazů o tom, že paměť získaných dovedností je rozložena v různých částech mozku a není soustředěna pouze v oblasti zodpovědné za danou funkci. Experimenty s částečným poškozením mozkové kůry u krys trénovaných k navigaci v bludišti ukázaly, že doba potřebná k obnovení poškozené dovednosti je úměrná rozsahu poškození a nezávisí na jeho lokalizaci.

Vývoj chování v bludišti pravděpodobně zahrnuje analýzu celé řady faktorů (čichových, chuťových, zrakových) a oblasti mozku zodpovědné za tuto analýzu se mohou nacházet v různých oblastech mozku. Ačkoli je tedy za každou složku behaviorální reakce zodpovědná určitá oblast mozku, celková reakce se uskutečňuje prostřednictvím jejich interakce. Nicméně v mozku byly objeveny oblasti, jejichž funkce přímo souvisí s paměťovými procesy. Jsou to hipokampus a amygdala, stejně jako jádra střední čáry thalamu.

Neurobiologové soubor změn v centrální nervové soustavě spojených se zaznamenáváním informací (obrazu, typu chování atd.) nazývají engramem. Moderní představy o molekulárních mechanismech paměti naznačují, že účast jednotlivých mozkových struktur v procesu zapamatování a ukládání informací nespočívá v ukládání specifických engramů, ale v regulaci tvorby a fungování neuronových sítí, které informace otiskují, zaznamenávají a reprodukují.

Obecně lze říci, že data nashromážděná při studiu behaviorálních reflexů a elektrické aktivity mozku naznačují, že jak behaviorální, tak emocionální projevy života nejsou lokalizovány v určité skupině neuronů v mozku, ale jsou vyjádřeny změnami v interakcích velkého počtu nervových buněk, což odráží fungování celého mozku jako integrálního systému.

Pojmy krátkodobá a dlouhodobá paměť se často používají k popisu procesu ukládání nových informací v čase. V krátkodobé paměti lze informace ukládat na zlomky sekundy až desítky minut, zatímco v dlouhodobé paměti lze informace někdy ukládat na celý život. Pro transformaci prvního typu paměti na druhý je nutný tzv. konsolidační proces. Někdy se vyčleňuje jako samostatná fáze mezilehlé paměti. Všechny tyto pojmy, pravděpodobně odrážející zřejmé procesy, však dosud nebyly naplněny skutečnými biochemickými daty.

Typy paměti a jejich modulace (podle: Ashmarin, 1999)

Typy paměti	Inhibitory, účinky
Krátkodobá paměť	Elektrošok, anticholinergika (atropin, skopolamin), galanin, US1 (injekce do specifických částí mozku)
Mezilehlá paměť (konsolidace)	Inhibitory energetického metabolismu, ouabain, hypoxie, inhibitory syntézy RNA a proteinů (anisomycin, cykloheximid, puromycin, aktinomycin O, RNáza), protilátky proti neurospecifickým proteinům (vasopresin, protein B-100), kyselina 2-amino-5-fosfornovalerová (6-ARU)
Dlouhodobá (celoživotní) paměť	Inhibitory, které by jej nevratně narušily, nejsou známy. Částečně potlačen atropinem, diisopropylfluorofosfátem, skopolaminem.

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

Krátkodobá paměť

Krátkodobá paměť, která analyzuje informace přicházející z různých smyslových orgánů a zpracovává je, se realizuje za účasti synaptických kontaktů. To se zdá být zřejmé, protože doba, během níž tyto procesy probíhají, je nesouměřitelná s dobou syntézy nových makromolekul. To potvrzuje možnost inhibice krátkodobé paměti synaptickými inhibitory a její necitlivost na inhibitory syntézy proteinů a RNA.

Proces konsolidace trvá déle a nezapadá do striktně definovaného intervalu (trvá od několika minut do několika dnů). Pravděpodobně je délka tohoto období ovlivněna jak kvalitou informace, tak stavem mozku. Informace, které mozek považuje za nedůležité, konsolidaci nepodléhají a mizí z paměti. Zůstává záhadou, jak se rozhoduje o otázce hodnoty informace a jaké jsou skutečné neurochemické mechanismy procesu konsolidace. Samotná délka trvání procesu konsolidace nám umožňuje předpokládat, že se jedná o konstantní stav mozku, který neustále realizuje „myšlenkový proces“. Rozmanitá povaha informací vstupujících do mozku k analýze a široká škála inhibitorů procesu konsolidace, které se liší svým mechanismem účinku, nám umožňují předpokládat, že v této fázi jsou do interakce zapojeny různé neurochemické mechanismy.

Použití sloučenin uvedených v tabulce jako inhibitorů konsolidačního procesu způsobuje u experimentálních zvířat amnézii (ztrátu paměti) - neschopnost reprodukovat získanou behaviorální dovednost nebo prezentovat přijaté informace k použití.

Je zajímavé, že některé inhibitory projevují svůj účinek po prezentaci informace, kterou je třeba zapamatovat (retrográdní amnézie), zatímco jiné - až po použití v období předcházejícím této situaci (anterográdní amnézie). Experimenty s učením kuřat rozlišovat obilí od nepoživatelných, ale stejně velkých předmětů jsou všeobecně známé. Zavedení inhibitoru syntézy proteinů cykloheximidu do mozku kuřat sice nenarušilo proces učení, ale zcela zabránilo upevnění dovednosti. Naopak, zavedení inhibitoru Na-pump (Na/K-ATPázy) ouabainu zcela inhibovalo proces učení, aniž by ovlivnilo již vytvořené dovednosti. To znamená, že Na-pump se podílí na tvorbě krátkodobé paměti, ale nepodílí se na konsolidačních procesech. Výsledky experimentů s cykloheximidem navíc naznačují, že syntéza nových proteinových molekul je nezbytná pro konsolidační procesy, ale není potřebná pro tvorbu krátkodobé paměti.

Učení během formování krátkodobé paměti tedy zahrnuje aktivaci určitých neuronů a konsolidace zahrnuje vytváření dlouhodobých interneuronálních sítí, ve kterých je pro konsolidaci interakcí nezbytná syntéza speciálních proteinů. Nemělo by se očekávat, že tyto proteiny budou nositeli specifických informací; jejich tvorba může být „pouze“ stimulačním faktorem pro aktivaci interneuronálních spojení. Jak konsolidace vede k tvorbě dlouhodobé paměti, kterou nelze narušit, ale lze ji na požádání reprodukovat, zůstává nejasné.

Zároveň je zřejmé, že za vytvořením stabilní dovednosti stojí schopnost populace neuronů vytvářet síť, ve které se přenos signálu stává nejpravděpodobnějším, a tato schopnost mozku může být zachována po dlouhou dobu. Přítomnost jedné takové interneuronální sítě nebrání tomu, aby se neurony zapojily do podobných dalších sítí. Je tedy zřejmé, že analytické schopnosti mozku jsou velmi velké, ne-li neomezené. Je také zřejmé, že realizace těchto schopností závisí na intenzitě učení, zejména v období zrání mozku v ontogenezi. S věkem se schopnost učit snižuje.

Schopnost učení úzce souvisí se schopností plasticity - schopností synaptických kontaktů podléhat funkčním reorganizacím, ke kterým dochází během fungování, zaměřeným na synchronizaci neuronální aktivity a vytváření interneuronálních sítí. Projev plasticity je doprovázen syntézou specifických proteinů, které plní známé (například receptorové) nebo neznámé funkce. Jedním z účastníků implementace tohoto programu je protein S-100, který patří mezi anexiny a nachází se v mozku ve zvláště velkém množství (svůj název dostal podle schopnosti zůstat rozpustný při 100% nasycení síranem amonným při neutrálních hodnotách pH). Jeho obsah v mozku je o několik řádů vyšší než v jiných tkáních. Akumuluje se hlavně v gliových buňkách a nachází se v blízkosti synaptických kontaktů. Obsah proteinu S-100 v mozku začíná stoupat 1 hodinu po učení a dosahuje maxima za 3-6 hodin, přičemž na vysoké úrovni zůstává několik dní. Injekce protilátek proti tomuto proteinu do mozkových komor potkanů narušuje schopnost učení zvířat. To vše nám umožňuje považovat protein S-100 za účastníka tvorby interneuronálních sítí.

Molekulární mechanismy plasticity nervového systému

Plasticita nervového systému je definována jako schopnost neuronů vnímat signály z vnějšího prostředí, které mění rigidní determinismus genomu. Plasticita znamená schopnost měnit funkční program neuronální interakce v reakci na změny ve vnějším prostředí.

Molekulární mechanismy plasticity jsou rozmanité. Podívejme se na ty hlavní na příkladu glutamátergního systému. V glutamátergní synapsi se současně nacházejí receptory s různými vlastnostmi - ionotropní i metabotropní. Uvolňování glutamátu do synaptické štěrbiny během excitace vede k aktivaci kainátových a AMPA-aktivovaných ionotropních receptorů, což způsobuje depolarizaci postsynaptické membrány. Když hodnota transmembránového potenciálu odpovídá hodnotě klidového potenciálu, NMDA receptory nejsou glutamátem aktivovány, protože jejich iontové kanály jsou blokovány. Z tohoto důvodu nemají NMDA receptory šanci na primární aktivaci. Jakmile však začne depolarizace synaptické membrány, ionty hořčíku jsou z vazebného místa odstraněny, což prudce zvyšuje afinitu receptoru ke glutamátu.

Aktivace NMDA receptorů způsobuje vstup vápníku do postsynaptické zóny přes iontový kanál patřící k molekule NMDA receptoru. Vstup vápníku je také pozorován přes potenciálově závislé Ca kanály aktivované prací kainátových a AMPA glutamátových receptorů. V důsledku těchto procesů se zvyšuje obsah vápníkových iontů v perimembránových oblastech postsynaptické zóny. Tento signál je příliš slabý na to, aby změnil aktivitu mnoha enzymů citlivých na vápníkové ionty, ale je dostatečně významný k aktivaci perimembránové fosfolipázy C, jejímž substrátem je fosfoinositol, a k vyvolání akumulace inositolfosfátů a aktivace inositol-3-fosfát-dependentního uvolňování vápníku z endoplazmatického retikula.

Aktivace ionotropních receptorů tedy nejen způsobuje depolarizaci membrány v postsynaptické zóně, ale také vytváří podmínky pro významné zvýšení koncentrace ionizovaného vápníku. Glutamát zároveň aktivuje metabotropní receptory v synaptické oblasti. V důsledku toho je možné aktivovat odpovídající G proteiny „vázané“ na různé efektorové systémy. Mohou být aktivovány kinázy, které fosforylují různé cíle, včetně ionotropních receptorů, což modifikuje aktivitu kanálových struktur těchto formací.

Glutamátové receptory jsou navíc lokalizovány i na presynaptické membráně, kde mají také možnost interagovat s glutamátem. Metabotropní receptory této oblasti synapse jsou spojeny s aktivací systému pro odstraňování glutamátu ze synaptické štěrbiny, který funguje na principu zpětného vychytávání glutamátu. Tento proces závisí na aktivitě Na-pumpy, protože se jedná o sekundární aktivní transport.

Aktivace NMDA receptorů přítomných na presynaptické membráně také způsobuje zvýšení hladiny ionizovaného vápníku v presynaptické oblasti synaptického zakončení. Akumulace vápníkových iontů synchronizuje fúzi synaptických váčků s membránou, čímž se urychluje uvolňování mediátoru do synaptické štěrbiny.

Když do synapse dorazí série excitačních impulsů a celková koncentrace volných vápenatých iontů je trvale zvýšená, lze pozorovat aktivaci Ca-dependentní proteinázy kalpain, která štěpí jeden ze strukturních proteinů fodrin, jenž maskuje glutamátové receptory a brání jejich interakci s glutamátem. Uvolnění mediátoru do synaptické štěrbiny během excitace tak poskytuje řadu možností, jejichž realizace může vést k amplifikaci nebo inhibici signálu, případně k jeho odmítnutí: synapse funguje na multivariačním principu a cesta realizovaná v daném okamžiku závisí na řadě faktorů.

Mezi tyto možnosti patří samoladění synapse pro nejlepší přenos zesíleného signálu. Tento proces se nazývá dlouhodobá potenciace (LTP). Spočívá v tom, že při prodloužené vysokofrekvenční stimulaci se zesilují reakce nervové buňky na příchozí impulsy. Tento jev je jedním z aspektů plasticity, která je založena na molekulární paměti neuronální buňky. Období dlouhodobé potenciace je doprovázeno zvýšenou fosforylací určitých neuronálních proteinů specifickými proteinkinázami. Jedním z výsledků zvýšení hladiny vápenatých iontů v buňce je aktivace Ca-dependentních enzymů (kalpain, fosfolipázy, Ca-kalmodulin-dependentní proteinkinázy). Některé z těchto enzymů souvisejí s tvorbou aktivních forem kyslíku a dusíku (NADPH oxidáza, NO syntáza atd.). V důsledku toho lze v aktivovaném neuronu zaznamenat akumulaci volných radikálů, které jsou považovány za sekundární mediátory regulace metabolismu.

Důležitým, ale nikoli jediným důsledkem akumulace volných radikálů v neuronální buňce je aktivace tzv. genů časné odpovědi. Tento proces představuje nejranější a nejpřechodnější reakci buněčného jádra na signál volných radikálů; aktivace těchto genů nastává během 5–10 minut a pokračuje několik hodin. Mezi tyto geny patří skupiny c-fos, c-jun, c-junB, zif/268 atd. Kódují několik velkých rodin specifických proteinů regulujících transkripci.

Aktivace genů okamžité odpovědi probíhá za účasti jaderného faktoru NF-kB, který musí proniknout jádrem přes jadernou membránu, aby mohl účinkovat. Jeho pronikání je bráněno skutečností, že tento faktor, který je dimerem dvou proteinů (p50 a p65), je v komplexu s proteinovým inhibitorem v cytoplazmě a není schopen proniknout do jádra. Inhibiční protein je substrátem pro fosforylaci specifickou proteinkinázou, načež se z komplexu disociuje, což otevírá cestu NF-kB do jádra. Aktivačním kofaktorem proteinkinázy je peroxid vodíku, proto vlna volných radikálů, zachycujících buňku, způsobuje řadu výše popsaných procesů, které vedou k aktivaci genů časné odpovědi. Aktivace c-fos může také způsobit syntézu neurotrofinů a tvorbu neuritů a nových synapsí. Dlouhodobá potenciace vyvolaná vysokofrekvenční stimulací hipokampu vede k aktivaci zif/268, kódujícího protein vázající DNA citlivý na Zn. Antagonisté NMDA receptorů blokují dlouhodobou potenciaci a aktivaci zif/268.

Jedním z prvních, kdo se v roce 1949 pokusil pochopit mechanismus analýzy informací v mozku a vyvinout behaviorální strategii, byl S. O. Hebb. Navrhl, že k plnění těchto úkolů by se v mozku měla vytvořit funkční asociace neuronů – lokální interneuronální síť. M. Rosenblatt (1961) tyto myšlenky zpřesnil a prohloubil formulací hypotézy „nekontrolovaného korelačního učení“. Podle jím rozvinutých myšlenek se v případě generování série výbojů mohou neurony synchronizovat díky asociaci určitých (často morfologicky vzdálených od sebe) buněk prostřednictvím samoladění.

Moderní neurochemie potvrzuje možnost takového samoladění neuronů na společnou frekvenci a vysvětluje funkční význam sérií excitačních „výbojů“ pro vytváření interneuronálních obvodů. Pomocí glutamátového analogu s fluorescenční značkou a vybaveno moderní technologií bylo možné ukázat, že i při stimulaci jedné synapse se excitace může šířit do poměrně vzdálených synaptických struktur v důsledku vzniku tzv. glutamátové vlny. Podmínkou pro vznik takové vlny je opakovatelnost signálů v určitém frekvenčním režimu. Inhibice glutamátového transportéru zvyšuje zapojení neuronů do synchronizačního procesu.

Kromě glutamátergního systému, který přímo souvisí s procesy učení (zapamatování), se na tvorbě paměti podílejí i další mozkové systémy. Je známo, že schopnost učit se vykazuje pozitivní korelaci s aktivitou cholin acetyltransferázy a negativní korelaci s enzymem, který tento mediátor hydrolyzuje - acetylcholinesterázou. Inhibitory cholin acetyltransferázy narušují proces učení a inhibitory cholinesterázy podporují rozvoj obranných reflexů.

Biogenní aminy, norepinefrin a serotonin, se také podílejí na tvorbě paměti. Při vývoji podmíněných reflexů s negativním (elektrickou bolestí) posilováním se aktivuje noradrenergní systém a s pozitivním (potravinovým) posilováním se rychlost metabolismu norepinefrinu snižuje. Serotonin naopak usnadňuje rozvoj dovedností za podmínek pozitivního posilování a negativně ovlivňuje tvorbu obranné reakce. V procesu konsolidace paměti jsou tedy serotonergní a norepinefrinní systémy jakýmisi antagonisty a poruchy způsobené nadměrnou akumulací serotoninu lze zřejmě kompenzovat aktivací noradrenergního systému.

Účast dopaminu v regulaci paměťových procesů má multifaktoriální povahu. Na jedné straně bylo zjištěno, že může stimulovat vývoj podmíněných reflexů s negativním posilováním. Na druhé straně snižuje fosforylaci neuronálních proteinů (například proteinu B-50) a indukuje výměnu fosfoinositidů. Lze předpokládat, že dopaminergní systém se podílí na konsolidaci paměti.

Neuropeptidy uvolňované v synapsi během excitace se také podílejí na procesech tvorby paměti. Vasoaktivní intestinální peptid zvyšuje afinitu cholinergních receptorů k mediátoru několik tisíckrát, což usnadňuje fungování cholinergního systému. Hormon vasopresin, uvolňovaný ze zadní hypofýzy, syntetizovaný v supraoptických jádrech hypotalamu, je axonálním proudem přenášen do zadní hypofýzy, kde je uložen v synaptických váčcích, a odtud je uvolňován do krve. Tento hormon, stejně jako hypofyzární adrenokortikotropní hormon (ACTH), neustále fungují v mozku jako regulátory paměťových procesů. Je třeba zdůraznit, že tento účinek se liší od jejich hormonální aktivity - fragmenty těchto sloučenin, zbavené této aktivity, mají stejný vliv na proces učení jako celé molekuly.

Nepeptidové stimulanty paměti jsou prakticky neznámé. Výjimkou jsou orotát a piracetam, který se v klinické praxi hojně používá. Piracetam je chemickým analogem kyseliny gama-aminomáselné a patří do skupiny tzv. nootropik, jejichž jedním z účinků je zvýšení průtoku krve mozkem.

Studium role orotátu v mechanismech konsolidace paměti je spojeno s fascinující záležitostí, která v druhé polovině 20. století vzrušovala neurochemiky. Příběh začal experimenty J. McConnella s vývojem podmíněného reflexu na světlo u primitivních ploštěnců, planárií. Po vytvoření stabilního reflexu rozřízl planárii napříč na dvě části a testoval schopnost naučit se stejný reflex u zvířat regenerovaných z obou polovin. Překvapením bylo, že nejen jedinci získaní z hlavové části měli zvýšenou schopnost učení, ale také ti regenerovaní z ocasu se učili mnohem rychleji než kontrolní jedinci. Učení obou trvalo 3krát kratší dobu než u jedinců regenerovaných z kontrolních zvířat. McConnell dospěl k závěru, že získaná reakce je kódována látkou, která se hromadí v hlavové i ocasní části planárie.

Reprodukce McConnellovich výsledků na jiných objektech narazila na řadu obtíží, v důsledku čehož byl vědec prohlášen za šarlatána a jeho články již nebyly přijímány k publikaci ve všech vědeckých časopisech. Rozzlobený autor založil vlastní časopis, kde publikoval nejen výsledky následných experimentů, ale také karikatury svých recenzentů a dlouhé popisy experimentů, které provedl v reakci na kritické komentáře. Díky McConnellově důvěře ve vlastní pravdu má moderní věda možnost vrátit se k analýze těchto původních vědeckých dat.

Je pozoruhodné, že tkáně „trénovaných“ planárií obsahují zvýšený obsah kyseliny orotové, což je metabolit nezbytný pro syntézu RNA. Výsledky získané McConnellem lze interpretovat následovně: podmínky pro rychlejší učení jsou vytvářeny zvýšeným obsahem orotátu u „trénovaných“ planárií. Při studiu schopnosti učení regenerovaných planárií se nesetkáváme s přenosem paměti, ale s přenosem dovednosti k jejímu formování.

Na druhou stranu se ukázalo, že když dochází k regeneraci planarií v přítomnosti RNázy, pouze jedinci získaní z fragmentu hlavy vykazují zvýšenou schopnost učení. Nezávislé experimenty provedené na konci 20. století G. Ungarem umožnily izolovat z mozku zvířat s reflexem vyhýbání se tmě 15členný peptid zvaný skotofobin (induktor strachu ze tmy). Zdá se, že jak RNA, tak některé specifické proteiny jsou schopny vytvářet podmínky pro spuštění funkčních spojení (interneuronálních sítí) podobných těm, které byly aktivovány u původního jedince.

V roce 2005 uplynulo 80 let od narození McConnella, jehož experimenty položily základ pro studium molekulárních nosičů paměti. Na přelomu 20. a 21. století se objevily nové metody genomiky a proteomiky, jejichž využití umožnilo identifikovat zapojení nízkomolekulárních fragmentů transferové RNA do konsolidačních procesů.

Nová fakta umožňují přehodnotit koncept nezapojení DNA do mechanismů dlouhodobé paměti. Objev RNA-dependentní DNA polymerázy v mozkové tkáni a přítomnost pozitivní korelace mezi její aktivitou a schopností učení naznačuje možnost účasti DNA v procesech tvorby paměti. Bylo zjištěno, že rozvoj podmíněných reflexů z potravy prudce aktivuje určité oblasti (geny zodpovědné za syntézu specifických proteinů) DNA v neokortexu. Je třeba poznamenat, že aktivace DNA postihuje především oblasti, které se v genomu zřídka opakují, a je pozorována nejen v jaderné, ale i v mitochondriální DNA, a to ve větší míře. Faktory, které potlačují paměť, současně potlačují i tyto syntetické procesy.

Některé stimulanty paměti (na základě: Ashmarin, Stukalov, 1996)

Specifičnost akce	Stimulanty
	Třídy připojení	Příklady látek
Relativně specifické látky	Regulační peptidy	Vasopresin a jeho analogy, dipeptid pEOA, ACTH a jeho analogy
	Nepeptidové sloučeniny	Piracetam, gangliosidy
	Regulátory metabolismu RNA	Orotát, nízkomolekulární RNA
Širokospektrální látky	Neurostimulátory	Fenylalkylaminy (fenamin), fenylalkyloidnoniminy (sydnokarb)
	Antidepresiva	2-(4-methyl-1-piperazinyl)-10-methyl-3,4-diazafenoxazin dihydrochlorid (azafen)
	Modulátory cholinergního systému	Cholinomimetika, inhibitory acetylcholinesterázy

Tabulka ukazuje příklady sloučenin, které stimulují paměť.

Je možné, že studium zapojení DNA do procesů formování paměti poskytne fundovanou odpověď na otázku, zda existují podmínky, za nichž lze zdědit vytvořené dovednosti nebo dojmy. Je možné, že genetická paměť na dávné události, které prožili předkové, je základem některých dosud nevysvětlených duševních jevů.

Podle vtipného, byť neprokázaného názoru, lety ve snech, které doprovázejí konečné formování zralého mozku, jež každý z nás zažívá v mládí, odrážejí pocit letu, který zažívali naši vzdálení předkové v době, kdy trávili noci na stromech. Není divu, že lety ve snech nikdy nekončí pádem - koneckonců ti vzdálení předkové, kteří se při pádu nestihli chytit větví, ačkoli tento pocit před smrtí zažili, potomky neporodili...