|
Ученые удалили из мозга важнейшие структуры
|
|
|
|
В самом прямом смысле мы — это совокупность наших воспоминаний. Благодаря им мы осознаем себя, приобретаем навыки и познаем мир. Однако, несмотря на то, что долговременная память — неотъемлемая часть нашего существования, ученые до сих пор не до конца понимают все биологические процессы, которые ее формируют и поддерживают.
|
|
|
|
Например, мы знаем, что долговременная потенциация, или ДВП, усиливает связи между клетками мозга — в частности, аксонами и дендритами, — которые активируются одновременно. В результате формируются физические следы памяти, известные как энграммы, которые считаются строительными блоками долговременной памяти. Если эти клеточные связи активируются многократно, то со временем они укрепляются, поскольку дендритные шипики, расположенные на дендритах, посылают нейромедиаторы для передачи сигналов между клетками мозга. Если клетки неактивны, происходит обратный процесс, что подтверждает старую поговорку «не используешь — потеряешь».
|
|
|
|
Таким образом, можно предположить, что именно эти прочные связи обеспечивают нашу долговременную память. Однако предыдущие исследования показали, что, хотя количество клеток и энграмм в определенной структуре мозга может со временем меняться, способность воспроизводить воспоминания сохраняется. Итак, как именно сохраняются эти воспоминания, если структуры мозга, из которых они состоят, распадаются?
|
|
|
|
|
|
|
Чтобы ответить на этот вопрос, группа исследователей под руководством ученых из Окинавского института науки и технологий обратилась к нетипичному инструменту для изучения памяти — гибернации. Когда млекопитающее (например, мышь) впадает в спячку, активность нейронов значительно снижается, а некоторые из этих важнейших дендритных отростков даже полностью исчезают. Итак, исследователи задались вопросом: если бы они обучили мышей определенным навыкам, а затем ввели их в спячку, сохранили бы мыши эти воспоминания, когда проснулись?
|
|
|
|
В исследовании 2020 года исследователи (некоторые из которых участвовали в этом новом исследовании) обнаружили метод введения в искусственную спячку. Позаимствовав эту технику, исследователи OIST привили мышам определенные воспоминания — например, о том, где найти сахарные шарики в лабиринте, — а затем погрузили их в двухдневную спячку. Визуализируя мозг мышей до, во время и после зимней спячки, команда Лин и Танаки обнаружила, что мозговая активность снизилась на 70 процентов, а размер дендритных отростков не зависел от того, какие синапсы были удалены. Однако, как только мыши пробудились от своего искусственного сна, они в точности воспроизвели ранее внушенные воспоминания.
|
|
|
|
«Это было поразительно, — сказал Ю-Джу Лин, ведущий автор исследования из Института науки и технологий Остин, в заявлении для прессы. — Логично предположить, что если бы все наши энграммные синапсы были необходимы для сохранения памяти, как считалось ранее, то память должна была бы значительно ухудшиться».
|
|
|
|
Чтобы проверить эту гипотезу, команда ввела мышей, прошедших аналогичную подготовку, в состояние наркоза и обработала их молекулой, которая блокирует усиление синапсов. В ходе этого эксперимента выяснилось, что после пробуждения мыши не помнили, что с ними происходило. Чтобы разобраться в причинах, исследователи изучили мозг мышей с помощью корреляционной световой и электронной микроскопии (correlative light and electron microscopy, CLEM) — метода, который позволяет учёным выявлять важные белки и детально изучать отдельные синаптические структуры. С помощью этого метода они обнаружили, что, хотя синапсы терялись независимо от размера дендритных шипиков, синапсы, организованные в кластеры между энграммными клетками, сохранялись.
|
|
|
|
«Это говорит о том, что для долговременной памяти важны только определённые кластеры синапсов, а остальные могут быть необязательными, — сказал в заявлении для прессы Кадзумаса Танака, старший автор исследования из Института науки и технологий Остин. — Интересно, что размер дендритных шипиков, который, как было показано, увеличивается при первоначальном кодировании памяти, по-видимому, не играет роли в сохранении памяти».
|
|
|
|
Это исследование доказывает, что воспоминания могут сохраняться, несмотря на обширную синаптическую потерю, и именно эти специфические кластеризованные связи делают долговременную память такой устойчивой. В беседе с изданием Live Science Танака рассказал, что следующим шагом будет более детальное изучение этих кластеров и манипулирование ими с целью выяснить, как это влияет на память.
|
|
|
|
Если воспоминания делают нас теми, кто мы есть, то эти синаптические кластеры являются основой нашей самоидентификации.
|
|
|
|
Источник
|
