Российские ученые раскрыли один из секретов работы памяти

0

Наблюдения за работой мозга крыс во время решения простых головоломок помогли российским биологам найти намеки на то, что одно из важнейших противовоспалительных веществ нашего тела может играть важную роль в консолидации памяти. Их выводы были опубликованы в журнале Behavioural Brain Research.

«Наши коллеги уже замечали, что даже небольшие количества противовоспалительных цитокинов заметно влияют на активность нейронов, что может проявляться в стрессовых ситуациях или при усиленной когнитивной деятельности. Мы провели серию опытов, чтобы подтвердить это предположение, и понять, какую роль эти вещества могут играть в работе памяти», — объясняет Владимир Архипов из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино.

Достаточно долгое время ученые считали, что память в нашем мозге хранится в виде наборов электрических импульсов, которыми обмениваются клетки в так называемом гиппокампе, центре памяти. Ситуация резко изменилась в 2012 году, когда нейрофизиологи из MIT обнаружили особые нервные клетки в этой части мозга, так называемые энграм-нейроны, которые оказались своеобразными "ячейками" памяти, где хранятся отдельные воспоминания.

Это заставило многих ученых считать, что наша память носит или чисто химическую, или электрохимическую природу, и что многие нарушения в ее работе связаны с поломками в клеточных системах, которые управляют обменом веществ в нейронах. Руководствуясь этой идеей, биологи из США два года назад смогли подавить, а потом восстановить конкретное воспоминание у нескольких мышей, облучая их нервные клетки при помощи лазера.

Последующие опыты, как отмечают Архипов и его коллеги, показали, что на работу гиппокампа и других частей мозга, отвечающих за работу кратковременной и долговременной памяти, очень сильно влияют воспаления и сигнальные молекулы, провоцирующие их. По этой причине, как сейчас считают некоторые исследователи, люди крайне плохо помнят то, что происходило с ними или вокруг них во время тяжелых болезней.

Российские ученые решили заполнить один из важных пробелов в подобных исследованиях — до настоящего времени никто не изучал то, как на память и работу мозга влияют "зеркальные двойники" этих молекул — сигнальные вещества, подавляющие, а не способствующие развитию воспалений.

Российские исследователи сосредоточили свое внимание на двух подобных соединениях — интерлейкине-10 и TGF-B1, чьи роли и функции в организме были максимально изучены в прошлом. Добавляя их в мозг крыс, исследователи пытались понять, как появление противовоспалительных цитокинов будет влиять на их способность запоминать новую информацию.

Первые опыты показали, что и то, и другое соединение не влияли на работу кратковременной памяти или способность мышей вспоминать уже известную им информацию. Аналогичным образом, когда ученые вызвали у грызунов амнезию химическим путем, ни интерлейкин-10, ни TGF-B1 не помогли им вспомнить, на какой из "полок" в их клетке была спрятана еда.

С другой стороны, ученые зафиксировали, что количество второго сигнального вещества заметно изменилось в гиппокампе и префронтальной коре крыс в то время, когда они учились искать еду в клетке. Это указало, что данное соединение может играть важную роль в запоминании новой информации, а не в ее "чтении" из памяти.

Как именно этот белок участвует в формировании долговременных воспоминаний, ученые пока не знают, но планируют найти ответ на эту загадку в ходе последующих экспериментов. Понимание их роли поможет ученым создать лекарства, способные помочь людям, страдающим от нарушений в работе долговременной памяти или впавшим в вечный "день сурка".