Как формируются долговременные воспоминания? Вот несколько подсказок
Мозг и его функции по-прежнему вызывают много открытых вопросов, в том числе о том, как именно формируются долговременные воспоминания об окружающей среде. В новом исследовании Рюичи Шигемото и его команда из Австрийского института науки и технологий (IST Austria) вместе с исследователями из Орхусского университета в Дании и Национального института физиологических наук Японии обнаружили новый сигнальный путь в область гиппокампа мозга, которая регулирует, как информация о новой среде передается в долговременную память, как опубликовано в журнале Current Biology.
Гиппокамп – это центральная область мозга, которая играет важную роль в передаче информации из кратковременной памяти в долговременную. Из многих взаимосвязанных частей гиппокампа исследователи сосредоточили внимание на связи между так называемыми клетками мха, которые получают новые сигналы сенсорной информации об окружающей среде, и так называемыми гранулированными клетками, которым эта информация передается. При таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, эта часть мозга поражается одной из первых.
Ученые использовали четыре разных подхода для этого исследования, чтобы тщательно изучить эти новые результаты. Сначала они поместили гиппокамп под микроскоп и изучили структуру того, как мшистые клетки связаны с гранулированными клетками, показывая их многочисленные сложные связи.
Во-вторых, они использовали метод визуализации кальция, который позволяет в реальном времени отслеживать активность нейронов, поскольку эти генетически модифицированные клетки загораются при активации.
Когда животные находились в новой среде в течение нескольких дней, активность клеток мха, посылающих сигналы гранулярным клеткам, сначала была высокой, а затем становилась все меньше и меньше. Когда мышей поместили в другую новую среду, активность возобновилась, показывая, что эти нейроны особенно важны для обработки новых входов окружающей среды.
В-третьих, они проследили следы в нейроне, оставленные сигналами. Нейронная активность в этих клетках запускает экспрессию определенного гена, то есть выработку соответствующего белка, который в нем кодируется. Чем больше была активность, тем больше этого белка они могут найти позже. В гранулярных клетках они обнаружили производство этого белка, что коррелировало с активностью клеток мха.
И, наконец, ученые использовали поведенческие исследования, чтобы увидеть влияние этого пути в гиппокампе на формирование памяти. Это особенно важно, потому что связь между формированием памяти и поведением может многое рассказать вам о функциях мозга.
Они объединили отрицательный сенсорный раздражитель, небольшой электрический шок, с помещением животных в новую среду. Затем мыши быстро научились ассоциировать новую среду с неприятными ощущениями, и их отрицательная реакция замораживания измерялась на месте.
Когда в исследовании использовались препараты, подавляющие активность мшистых клеток, которые получают сигналы о новой среде, а затем выполнялось негативное кондиционирование, мыши не запоминали связи между новой средой и неприятными ощущениями.
Кроме того, когда животные сначала привыкли к новой среде, а затем кондиционировали, также не было активации покрытых мхом клеток и, следовательно, никакой связи между окружающей средой и потрясениями.
С другой стороны, если бы покрытые мхом клетки были искусственно активированы, эта ассоциация могла бы образоваться даже после того, как животные уже привыкли к новой среде. Это ясно показывает, как покрытые мхом клетки гиппокампа реагируют на новую информацию и запускают формирование новых долговременных воспоминаний у мышей.
Остается открытым вопрос, происходят ли точно такие же процессы в человеческом мозге, но эти новые открытия – важный первый шаг в понимании этой части нашего самого сложного органа. Рюичи Сигемото и его сотрудники проводят фундаментальные исследования, которые однажды могут помочь в лечении дегенеративных заболеваний мозга, влияющих на формирование памяти, но этого все еще немного.
«Эта область исследований очень конкурентоспособна, и новые открытия появляются быстро, – осторожно заявляет он. – Существует много спорных механизмов формирования памяти, но наши результаты подтверждают существующую гипотезу и очень надежны, что открывает новую область. исследования в области нейробиологии и углубление нашего понимания мозга “.
Понять, как мозг хранит и обрабатывает информацию, можно только путем изучения мозга животных, когда они осуществляют определенное поведение. Никакой другой метод, такой как модели in vitro или in silico, не может служить альтернативой. Животные выращивались, содержались и обрабатывались в соответствии со строгими правилами австрийского законодательства.
—
С информацией из Excelsior
Источник записи: https://www.globalmedia.mx