ТАСС, 2 июня. Биологи из Австрии впервые проследили за тем, как нервные клетки в центре памяти мозга мышей обмениваются химическими сигналами. В результате они открыли особые пузырьки, которые отвечают за формирование новых воспоминаний. Результаты исследования опубликовал научный журнал Neuron.
"Формирование воспоминаний связано с пластичностью нейронов, с тем, как образуются и укрепляются новые связи между нервными клетками. Мы давно пытаемся понять, существуют ли энграммы – химические или физические следы отдельных воспоминаний. В этом исследовании мы попытались найти энграммы, изучив то, как пластичность работает на молекулярном уровне", – рассказал нейрофизиолог из Австрийского института науки и технологий (IST) Петер Йонас.
В прошлом ученые предполагали, что воспоминания хранятся в нашем мозге в виде наборов электрических импульсов, которыми обмениваются клетки гиппокампа, центра памяти мозга. Эти воззрения резко поменялись в 2012 году, когда американские молекулярные биологи нашли в гиппокампе мышей так называемые энграм-нейроны – нервные клетки, в которых хранились конкретные воспоминания.
Тогда нейрофизиологи предположили, что память носит или чисто химическую, или электрохимическую природу. В последующие годы биологи смогли подавить, а потом восстановить конкретное воспоминание у нескольких мышей, а затем восстановить забытые знания у людей и даже заставить слизней обменяться памятью.
Несмотря на эти успехи, как отмечают Йонас и его коллеги, сейчас нет четких представлений о том, как именно работают энграм-нейроны и как отдельные воспоминания формируются внутри сети из этих клеток.
Химическая подоплека воспоминаний
Австрийские исследователи попытались получить ответ на этот вопрос, наблюдая за тем, как отдельные клетки гиппокампа, так называемые пирамидальные и гранулярные нейроны, формировали новые связи и обменивались химическими сигналами. Для этого ученые разработали специальные электроды, с помощью которых можно было "подключаться" к одиночным нервным клеткам и следить за тем, как меняется скорость обмена электрическими сигналами и другими характеристиками нервных окончаний, а потом имплантировали их в мозг лабораторных мышей.
Для эксперимента биологи собрали специальную беговую дорожку с множеством выступов, которые должны были мешать лабораторным бегать по ней. "Рисунок" этих выступов повторялся, поэтому мыши постепенно запоминали их положение. По ходу опыта ученые с помощью электродов следили за тем, как меняется активность нескольких десятков нейронов, которые должны были участвовать в этом процессе.
В результате ученые открыли особые пузырьки, заполненные различными сигнальными молекулами. Ими обменивались пирамидальные и гранулярные клетки гиппокампа. Эти структуры, как выяснили Йонас и его команда, ускоряли формирование связей между нейронами и стимулировали тот обмен электрическими сигналами между ними, который связан с формированием краткосрочной памяти.
Непосредственно перед началом этого процесса пузырьки, как выяснили ученые, накапливались внутри гранулярных клеток и начинали выходить из них только тогда, когда клетки были готовы к записи новых воспоминаний. В следующих опыты на срезах гиппокампа ученые искусственно повысили количество пузырьков в пирамидальных нейронах перед их активацией, что укрепило связи между этими клетками.
В ближайшее время биологи хотят проделать то же самое в клетках гиппокампа живых мышей. Эти опыты, как надеются исследователи, подтвердят их теорию и позволят лучше понять, как работает память и как различные болезни мозга могут нарушать ее функционирование.
