Исследователи установили, как формируется и теряется память

Caltech

Почему вы можете вспомнить имя своего лучшего друга детства, которого не видели годами, но легко забываете имя человека, с которым только что познакомились? Другими словами, почему некоторые воспоминания стабильны в течение десятилетий, а другие исчезают в течение нескольких минут?

В ходе нового исследования ученые из Калифорифорнического технологического института (Caltech) определили, что сильные воспоминания кодируются целой командой нейронов, в которой они работают синхронно, обеспечивая избыточность своеобразных «хранилищ», что позволяет этим воспоминаниям существовать в течение долгого времени. Исследование имеет важное значение для понимания того, почему повреждается память после таких состояний как инсульт или болезнь Альцгеймера.

В ходе своей научной работы специалисты разработали тест для изучения нейронной активности у мышей, когда они узнают о новом месте и запоминают его. Во время эксперимента мышь помещали в прямой корпус длиной около 1,5 метра с белыми стенками. Уникальные символы отмечали различные места вдоль стен - например, жирный плюс ставили рядом с крайним правым выходом, а наклонную черту возле центра. Сахарную воду, которая была угощением для грызунов, помещали в любой конец дорожки. В то время как мыши изучали свой путь, исследователи измерили активность определенных нейронов в гиппокампе животных, где формируются новые воспоминания.

Когда грызунов помещали в корпус первый раз, они хаотично бродили, пока не находили сахарную воду. В случае, когда мышь замечала на стене рядом с лакомством символ, активировались одиночные нейроны. Однако после нескольких аналогичных действий, мыши уже запомнили расположение сахарной воды и чем дальше, тем быстрее они ее находили, а ученые фиксировали синхронную активность все большего количества нейронов по мере того, как грызуны видели символы на стене. По сути, животные распознавали, где они находится относительно каждого уникального символа.

Чтобы изучить, как со временем исчезают воспоминания, исследователи выпускали мышей в уже знакомый им лабиринт спустя 20-40 дней. Вернувшись, грызуны, у которых сформировались сильные воспоминания, закодированные большим количеством нейронов, быстрее вспоминали свою задачу. Несмотря на то, что некоторые нейроны проявляли различную активность, память мыши о правильном маршруте была четко идентифицирована при анализе активности больших групп нейронов. Другими словами, использование групп нейронов позволяет мозгу дольше хранить воспоминания, даже если некоторые из исходных нейронов замолкают или повреждаются.

«Представьте, что у вас есть длинная и сложная история, которую вы хотите рассказать. Чтобы сохранить историю, вы можете рассказать ее пятерым своим друзьям, а затем иногда собираться вместе, чтобы снова пересказать ее и таким образом помочь друг другу вспомнить забытые детали. Кроме того, каждый раз, когда вы пересказываете историю, вы можете приводить новых друзей, которые ее будут слушать и, следовательно, помогать сохранять ее в памяти. Аналогичным образом ваши собственные нейроны помогают друг другу кодировать воспоминания, которые будут храниться долгое время, - пояснил ведущий автор исследования Уолтер Гонсалес.

Память настолько важна для нас, что любое ее нарушение оказывает серьезное влияние на нашу повседневную жизнь. Потеря памяти, как часть нормального старения, может стать серьезным препятствием для пожилых людей. Но ухудшение памяти, вызванное заболеваниями, особенно болезнью Альцгеймера, имеет разрушительные последствия, которые могут помешать выполнению самых обычных задач, например, поиск дороги к дому.

Это исследование предполагает, что с возрастом воспоминания могут исчезать быстрее, потому что память кодируется меньшим количеством нейронов, и если какой-либо из этих нейронов выходит из строя, то она просто теряется. По мнению ученых, разработка методов лечения, которые могли бы стимулировать активность большего количества нейронов для кодирования памяти, могла бы помочь решить эту проблему.

Материал подготовила Татьяна Артюхова

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: