Тюбингенским нейробиологам удалось активировать спящие клетки памяти у крыс. Используя слабые электрические импульсы, нацеленные на ранее неактивные клетки гиппокампа, исследователи заставили клетки распознать точное место, где импульс был впервые введен. У грызунов, как и у людей, гиппокамп – это область мозга, отвечающая за память. Таким образом, новое исследование, проведенное учеными Центра интегративной нейробиологии им. Вернера Райхардта (CIN) при Тюбингенском университете, предлагает понимание вопроса о том, как воспоминания формируются в нашем мозгу. Их результаты опубликованы в Current Biology.
Память – одна из важнейших функций нашего мозга. Это не только позволяет нам потчевать наших внуков подвигами нашей юности; это необходимо для многих повседневных процедур. Наша память постоянно и немедленно активна всякий раз, когда мы испытываем что-то новое. Например, встретив кого-то только один раз, мы все равно узнаем его через несколько часов или дней. И даже когда мы идем куда-то впервые – например, в парфюмерный отдел универмага, в конкретный офис в здании или в туалет в ресторане – мы обычно сможем найти путь к выходу без проблема.
Таким образом, наша память не только постоянно бдительна, она также очень быстро создает новые воспоминания – часто во время первого взаимодействия. Причиной такой скорости формирования памяти является тот факт, что для каждого человека, каждого места – и, вероятно, многих других концепций – существуют отдельные ячейки памяти, которые специально назначены этой памяти. Один подтип этих нейронов, называемый гранулярными клетками, расположен в гиппокампе, центрально расположенной области мозга. Всякий раз, когда такие понятия памяти, как "моя комната" или "Ангела Меркель" активированы – e.грамм. войдя в гостиную или увидев фотографию канцлера Германии – небольшое количество гранулярных клеток, связанных с этой памятью, активируется в виде электрических разрядов. Однако подавляющее большинство оставшихся нейронов остаются бездействующими.
До сих пор не были поняты механизмы, с помощью которых отдельные гранулярные клетки соотносятся с конкретными воспоминаниями. Вопрос о том, могут ли «молчаливые» гранулярные клетки активироваться при определенных обстоятельствах, оказался особенно интригующим. Исследовательская группа Тюбингена во главе с доктором. Андреа Бургалосси исходил из предположения, что гранулярные клетки, которые получают электрические импульсы, могут быть «не заглушены» и, таким образом, стать клетками памяти. Чтобы подтвердить свою гипотезу, они вставили микроэлектроды толщиной с волос в зубчатую извилину крыс – область в гиппокампе, которая отвечает за память о пространстве и местоположении, – что позволяет им посылать слабые электрические импульсы к отдельным гранулярным клеткам.
Крысам позволяли исследовать простой лабиринт, и в определенном месте внутри этого лабиринта отдельные гранулярные клетки стимулировались слабыми электрическими импульсами (в диапазоне наноампер) через микроэлектрод. Тот же электрод позволил исследователям измерить последующую активность стимулированных клеток. Результат: всякий раз, когда крысы попадали в то же место в лабиринте, где был введен первоначальный импульс, стимулированные гранулярные клетки теперь запускались спонтанно. Таким образом, электрический импульс побудил отдельные гранулярные клетки сформировать память места.
Кроме того, доктор. Бургалосси и его команда обнаружили, что длительность и временная структура подаваемых импульсов играют большую роль. Импульсы формировали более устойчивые воспоминания о местах, когда они следовали естественному тета-ритму мозга – периодическому увеличению и уменьшению электрического потенциала, которое происходит примерно от 4 до 12 раз в секунду. Не менее важным может оказаться и другое открытие: крысы, впервые попавшие в лабиринт, гораздо более остро реагировали на индуцированную память о местах, чем крысы, которым заранее был предложен пробежаться по лабиринту. По-видимому, клетки памяти можно активировать легче, когда мозг подвергается воздействию новой информации.
Эти новые взгляды на формирование памяти проливают свет на одну из важнейших функций человеческого мозга. И хотя еще многое предстоит сделать, прежде чем фундаментальные открытия, подобные этим, могут предложить новые стратегии лечения заболеваний мозга, влияющих на формирование памяти (e.грамм. Болезнь Альцгеймера, Паркинсона, слабоумие), они представляют собой незаменимый первый шаг на пути.