Как формируются и исчезают наши воспоминания

Исследователи определили нейронные процессы, которые заставляют некоторые воспоминания быстро исчезать, в то время как другие воспоминания сохраняются очень и очень долго.

Почему вы можете вспомнить имя своего лучшего друга детства, которого не видели годами, но легко забываете имя человека, с которым вы только что познакомились? Другими словами, почему некоторые воспоминания стабильны в течение десятилетий, а другие исчезают в течение нескольких минут?

Изучая лабораторных мышей, исследователи Caltech определили, что сильные, стабильные воспоминания кодируются «командами» нейронов, которые все работают синхронно, обеспечивая избыточность, которая позволяет этим воспоминаниям сохраняться в течение долгого времени. Это исследование имеет значение для понимания того, как бывает затронута память, после повреждения головного мозга, например, вследствие инсульта или болезни Альцгеймера.

Работа была выполнена в лаборатории Карлоса Лоиса, профессора-исследователя биологии, и описана в статье, опубликованной в журнале Science .

Во главе с доктором наук Уолтером Гонсалесом команда разработала тест для изучения нейронной активности мышей, когда они узнают о новом месте и запоминают его. В тесте мышь помещали в прямой корпус длиной около 5 футов с белыми стенками. Уникальные символы отмечали различные места вдоль стен — например, жирный знак плюс рядом с самым правым концом и наклонная черта около центра. Сахарную воду (угощение для мышей) помещали в любой конец дорожки. В то время как мышь исследовала новое пространство, ученые измеряли активность определенных нейронов в гиппокампе животного (область мозга, где формируются новые воспоминания), которые, как известно, кодируют «места».

Когда подопытное животное впервые оказывалось в этом тоннеле, оно вело себя неуверенно, не знало, что делать, блуждало по лабиринту то вправо, то влево, пока не столкнулось с сахарной водой. В этих случаях, когда мышь замечала символ на стене, были активированы одиночные нейроны,. Но после нескольких опытов с блужданием по предложенному ей лабиринту, мышь познакомилась с ним и вспомнила расположение сахара. По мере того как пространство становилось для мыши все более знакомым, все больше и больше нейронов активировались синхронно, при виде каждого символа на стене. По сути, мышь распознавала, где она находится относительно каждого уникального символа.

Чтобы изучить, как со временем исчезают воспоминания, исследователи удерживали мышей от посещения лабиринта с сахарной водой на срок до 20 дней. Вернувшись на трек после этого перерыва, мыши, у которых сформировались сильные воспоминания, закодированные большим количеством нейронов, быстро вспомнили задачу. Несмотря на то, что некоторые нейроны проявляли различную активность, память мыши о пути, который необходимо проделать до лакомства, была четко идентифицирована при анализе активности больших групп нейронов. Другими словами, использование групп нейронов позволяет мозгу иметь избыточность, подстегивающую сохранение воспоминаний. И это происходит даже в том случае, если некоторые из исходно задействованных нейронов «замолкают» или повреждаются.

Гонсалес объясняет: «Представьте, что у вас есть длинная и сложная история, которую вы можете рассказать. Чтобы сохранить её в памяти, вы можете рассказать ее пятерым своим друзьям, а затем иногда собираться вместе со всеми, чтобы пересказать историю и помочь друг другу вспомнить все детали. Кроме того, каждый раз, когда вы пересказываете историю, вы можете приводить новых друзей для запоминания и, следовательно, помогать сохранять ее и укреплять в памяти. Аналогичным образом ваши собственные нейроны помогают друг другу кодировать воспоминания, которые будут сохраняться в течении долгого времени»

Память настолько важна для человеческого поведения, что любое нарушение ее может серьезно повлиять на нашу повседневную жизнь. Потеря памяти, возникающая как часть нормального старения, может стать серьезным препятствием для пожилых людей. Кроме того, потеря памяти, вызванная несколькими заболеваниями, особенно болезнью Альцгеймера, имеет разрушительные последствия, которые могут помешать выполнению самых основных процедур, включая узнавание родственников или запоминание пути домой. Эта работа предполагает, что с возрастом воспоминания могут исчезать быстрее, потому что память кодируется меньшим количеством нейронов, и если какой-либо из этих нейронов «выходит из строя», память теряется. Исследование предполагает, что однажды разработка методов лечения, которые могли бы стимулировать набор большего количества нейронов для кодирования памяти, могла бы помочь предотвратить потерю памяти.

«В течение многих лет люди знали, что чем больше вы практикуете действие, тем больше шансов, что вы вспомните его позже», — говорит Лоис. «Теперь мы думаем, что это вероятно, потому что чем больше вы практикуете действие, тем больше число нейронов, кодируют это действие. Обычные теории о постулате хранения памяти, которые делают память более стабильной, требуют укрепления связей с индивидуальными нейронами. Наши результаты показывают, что увеличение количества нейронов, кодирующих одну и ту же информацию, позволяет памяти сохраняться дольше».

Похожие новости