Память человека записывается строго в соответствии с вектором (стрелой) времени, определяя последствия событий и демонстрируя субсекундное временное разрешение записанных событий. Модели, описывающие память как усиление синаптической пластичности, не объясняют, как линейность и высокое временное разрешение достигаются нейронами. Таким образом, представляет интерес поиск белка, подходящего для линейной регистрации событий. В связи с этим, во-первых, кандидатная белковая молекула, служащая в качестве материального аналога нематериального вектора времени, должна быть линейной (нитчатой). Во-вторых, структуру следует подразделить на короткие элементы (субъединицы белка), соответствующие конкретным временным интервалам. В-третьих, белковый аналог вектора времени должен обладать собственной осцилляционной активностью или быть связан с другим осциллятором для измерения конкретных временных шагов. Этим характеристикам соответствуют микротрубочки – полые цилиндры, состоящие обычно из 13 протофиламентов. Каждый протофиламент, в свою очередь, образован гетеродимерами αβ-тубулина, подходящими для линейной записи памяти. Память на микротрубочках может быть зарегистрирована путем фосфорилирования гетеродимеров тубулина с помощью Ca2 + / кальмодулин-зависимой киназы II (CaMKII), которая может связывать приток Ca2 + через каналы постсинаптических мембран со структурными изменениями в микротрубочках (Craddock et al., 2012, doi: 10.1371/journal.pcbi.1002421). Пространственное расположение 6 каталитических субъединиц на каждой стороне сэндвич-подобной молекулы CaMKII прекрасно соответствует геометрии решетки тубулина в микротрубочках (Craddock et al., 2012). Микротрубочки проявляют электромеханическую осцилляторную активность в частотном диапазоне от кГц до ГГц (Havelka et al., 2014, doi: 10.1371/journal.pone.0086501). Таким образом, CaMKII может отмечать путешествие по времени: оставляя «Прошлое» как фосфорилированные тубулины, переходя в «Будущее» и всегда находясь точно в «Настоящем»
Human memory is being recorded strictly corresponding to the arrow of time, determining the consequence of events, and exhibiting sub-second time resolution of recorded events. Models describing memory as strengthening of synaptic plasticity do not explain how linearity and high time resolution are achieved by neurons. Thus, it is of interest to find a protein suitable for the linear recording of events. Therefore, firstly, the candidate protein molecule serving as a material analogue of the immaterial arrow of time should be linear (filamentous). Secondly, it should be subdivided into short elements (protein subunits), corresponding to concrete time intervalls. Thirdly, the protein analogue of arrow of time should possess intrinsic oscillatory activity, or be coupled to another oscillator, in order to measure concrete time steps. Fitting these characteristics are microtubules – hollow cylinders composed of usually 13 protofilaments. Each protofilament, in turn, is formed by αβ-tubulin heterodimers – suitable for linear recording of memory. Memory on microtubules can be recorded via phosphorylation of tubulin heterodimers by Ca2+/calmodulin-dependent kinase II (CaMKII) that can link Ca2+ influx through channels of postsynaptic membranes to structural changes in microtubules (Craddock et al., 2012, doi: 10.1371/journal.pcbi.1002421). Spatial disposition of 6 catalytic subunits on each side of a sandwich-like CaMKII molecule perfectly fit the geometry of the tubulin lattice in microtubules (Craddock et al., 2012). Microtubules exhibit electromechanical oscillatory activity in a frequency range from KHz to GHz (Havelka et al., 2014, doi: 10.1371/journal.pone.0086501). CaMKII may mark travelling along the time: leaving behind “the Past” as phosphorylated tubulins, moving into “the Future” and being always located exactly in “the Present”.
|