Спорт и Здоровье

Исследователи обнаружили, что воспоминания, которые были «потеряны» в результате амнезии, могут быть восстановлены путем активации клеток мозга светом. В статье, опубликованной в журнале Science, ученые из Массачусетского технологического института показали, что они в состоянии оживить воспоминания, которые иначе не могли бы быть восстановлены, используя технологию, известную как оптогенетика.

В неврологии в течение многих лет обсуждается вопрос ретроградной амнезии, которая происходит при травматическом повреждении, стрессе или заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, это повреждение конкретных мозговых клеток, в результате которого память не может быть сохранена, или если доступ к этой памяти как-то заблокирован, предотвращая ее отзыв.

«Большинство исследователей выступает за теорию хранения, но мы показали в этой статье, что эта теория большинства, вероятно, ошибочна,» говорит профессор Массачусетского технологического института биологии Сусуму Тонегава.

Ученые, изучающие процессы памяти, ранее предположили, что где-то в сети головного мозга существует область нейронов, которые активируются в процессе приобретения памяти, в результате чего они претерпевают физические или химические изменения. Если эти группы нейронов впоследствии активировать ​​триггером, то можно вызвать конкретные воспоминания, такие как взгляд, изображение чего либо и др. Эти нейроны известны как «инграмма памяти клеток.»

В 2012 году группа ученых во главе с Тонегавой использовали оптогенетику, в которой белки были добавлены к нейронам, чтобы позволить им активироваться с помощью света и впервые продемонстрировать, что такая популяция нейронов действительно существует в области мозга, называемой гиппокамп. Тем не менее, до сих пор никто не был в состоянии показать, что эти группы нейронов проходят через устойчивые химические изменения в процессе, известном как консолидация памяти. В результате таких изменений в нейронах происходит усиление синапсов, структур, которые позволяют группам нейронов посылать сигналы друг другу в момент обучения человека или приобретения им опыта в чем либо.

В начале исследования, проводимом на мышах, ученые выяснили, что эти химические изменения в нейронах действительно происходят, потом они определили группу инграмма-клеток в гиппокампе, затем при активации с помощью оптогенетических инструментов смогли выразить память.

Следующим шагом было изучение деятельности данной группы клеток, после которого ученые обнаружили, что синапсы, соединяющие их, были усилены. «Мы смогли продемонстрировать в первый раз, что эти специфические клетки — небольшая группа клеток в гиппокампе, увеличили свою синаптическую силу,» говорит Тонегава. Затем исследователи попытались выяснить, что происходит с воспоминаниями без этого процесса консолидации. При введении соединения под названием anisomycin, который блокирует синтез белка в нейронах, у мышей была сформирована новая память и исследователи смогли предотвратить укрепление синапсов. Когда на следующий день ученые попытались активировать память мышей с помощью эмоционального потрясения, они не обнаружили никаких следов воспоминаний. «Это говорит о том, что даже если инграмма-клетки работают, без синтеза белка эти клеточные синапсы не укрепляются, и память пропадает,» говорит Тонегава.

Но поразительно, когда исследователи затем возобновили синтез белка в заблокированные инграмма-клетки с использованием оптогенетических инструментов, они обнаружили, что мыши полностью восстановили свою память, сформированную до блокирования. «Таким образом, нам удалось узнать, что используя соединение anisomycin можно вызвать глубокую амнезию, но если активировать инграмма-клетки памяти с помощью света, то память полностью восстанавливается, даже не смотря на то, что никаких химических изменений процесса консолидации памяти не осуществлялось», говорит Тонегава.

Дальнейшие исследования, проведенные группой Тонегавы, продемонстрировали, что воспоминания хранятся не в синапсах, усиленных синтезом белка, а в схеме, или «пути» из нескольких групп инграмма-клеток и связей между ними.

«Мы предлагаем новую концепцию, в которой существует ансамбль — путь инграмма-клеток, или схема для каждой памяти,» говорит он. «Эта схема охватывает несколько областей мозга и ансамбли инграмма-клеток в этих областях связаны специально для конкретных воспоминаний. Укрепление синапсов инграмма-клеток имеет решающее значение для способности мозга осуществлять различные воспоминания, в то время как пути подключения между инграмма-клетками позволяют кодировать и хранить саму информацию в памяти.» поясняет Тонегава.

Источник: Science Daily