Почему вы можете вспомнить имя своего лучшего друга детства, которого не видели годами, но легко забыть имя человека, с которым вы познакомились минуту назад? Другими словами, почему некоторые воспоминания стабильны в течение десятилетий, а другие исчезают в течение нескольких минут?
Используя модели мыши, исследователи Калифорнийского технологического института (Caltech) определили, что стойкие, стабильные воспоминания кодируются «командами» нейронов, которые работают синхронно, обеспечивая избыточность, которая позволяет этим воспоминаниям сохраняться в течение длительного времени. Результаты научной работы имеют значение для понимания того, как память может быть затронута после повреждения головного мозга, такого как инсульт или болезнь Альцгеймера. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Science.
Материалы и методы обследования
Во главе с автором исследования Уолтером Гонсалесом (Walter Gonzalez) ученые разработали тест для изучения нейронной активности мышей, когда они узнают о новом месте и запоминают его. В тесте мышь помещали в прямой тоннель длиной около 1,5 метров с белыми стенками. Различные места вдоль стен пометили символами – например, жирный знак плюс рядом с правым концом стенки тоннеля и наклонная черта около центра. Сахарную воду (угощение для мышей) помещали в любой конец тоннеля. В то время как мышь перемещалась, исследователи измерили активность определенных нейронов в гиппокампе мыши (область мозга, где формируются новые воспоминания), которые, как известно, кодируют новые места.
Результаты научной работы
При первоначальном помещении в тоннель мышь блуждала влево и вправо, пока не столкнулось с сахарной водой. В этих случаях одиночные нейроны были активированы, когда мышь заметила символ на стене. Но после нескольких опытов с тоннелем мышь познакомилась с символом и вспомнила расположение сахара.
По мере того как мышь становила узнавать места, все больше и больше нейронов синхронно активизировались. По сути, мышь распознавала, где она находится относительно каждого уникального символа. Чтобы изучить, как со временем исчезают воспоминания, исследователи удерживали мышей на срок до 20 дней. Вернувшись в тоннель после этого перерыва, мыши, у которых сформировались сильные воспоминания, закодированные большим количеством нейронов, быстро запомнили задачу. Несмотря на то, что некоторые нейроны проявляли различную активность, память мыши о тоннеле была четко идентифицирована при анализе активности больших групп нейронов. Другими словами, использование групп нейронов позволяет мозгу накапливать избыточность и воссоздавать воспоминания, даже если некоторые из исходных нейронов повреждаются.
«Наши результаты показывают, что увеличение количества нейронов, кодирующих одну и ту же память, позволяет памяти сохраняться дольше», – резюмирует Уолтер Гонсалес.
Авторы другого исследования утверждают, что витамин D может улучшить память, но большое его количество может замедлить время реакции.
