Фото: Unsplash. Автор: Jonathan Cosens Photography
Новое исследование американских и греческих ученых раскрыло удивительные механизмы, благодаря которым наш мозг связывает воспоминания, произошедшие в близкие промежутки времени. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) смогла заглянуть буквально внутрь нейронов мышиного мозга, чтобы понять, как формируются связи между памятью о разных событиях. Результаты их работы опубликованы в престижном журнале Nature Neuroscience.
Оказывается, ключевую роль в этом процессе играет так называемая «дендритная пластичность» — способность дендритов (ветвеобразных отростков нейронов) изменяться со временем. Представьте себе, что это своеобразные «жесткие диски» мозга, на которых записываются наши воспоминания.
«Несколько лет назад мы показали, что воспоминания, сформированные с интервалом в несколько часов, связываются, потому что хранятся в общем наборе нейронов гиппокампа,» — объяснил Алсино Сильва, старший автор исследования. «Нам хотелось узнать: где именно внутри этих нейронов хранятся и связываются эти воспоминания?» Благодаря новым технологиям визуализации ученые смогли рассмотреть три различных компонента в живом мозге мышей: сому (тело нейрона), дендриты и шипики (маленькие выступы на дендритах, образующие синапсы).
А вы когда-нибудь задумывались, почему воспоминание о школьном дворе может внезапно вызвать в памяти запах бабушкиных пирожков? Теперь ученые начинают понимать, как именно это происходит!
В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что когда мыши формируют два воспоминания близко по времени, во многих случаях задействуются одни и те же сомы, дендритные ветви и шипики. То есть, если говорить простым языком, воспоминания «записываются» на одних и тех же участках «жесткого диска».
Более того, ученые провели эксперимент, в котором заставили независимые воспоминания храниться в одних и тех же нейронах или даже дендритах. И этого оказалось достаточно, чтобы связать эти воспоминания! Мыши стали бояться коробки, которая раньше была для них ничем не примечательна, просто потому, что воспоминание об этой коробке хранилось в тех же дендритах, что и воспоминания о коробке, в которой они получили электрический шок.
Это достаточно серьезное открытие с точки зрения понимания работы памяти. «Насколько нам известно, это первая демонстрация полезности локализованных дендритных изменений в поведении животных,» — отметила Мега Сегал, первый автор статьи.
Исследование может стать первым шагом к разработке новых методов лечения нарушений памяти, связанных с болезнью Альцгеймера и другими нейродегенеративными заболеваниями. Представляете, может быть, в будущем мы сможем «починить» поврежденные участки дендритов и вернуть утраченные воспоминания!
В ближайшем будущем ученые планируют более глубоко изучить механизмы дендритной пластичности и молекулярные процессы, которые позволяют формироваться и связываться воспоминаниям.
А команда греческих исследователей из Фонда исследований и технологий на Крите под руководством Йоты Пойрази работает над тем, чтобы применить открытые дендритные механизмы в системах искусственных нейронных сетей. Это может сделать машинное обучение и искусственный интеллект более надежными, умными и эффективными, подобно мозгу.
