Ученые узнали, когда и где формируются воспоминания

Нейробиологи из США установили, когда и где формируются на молекулярном уровне воспоминания разной продолжительности. Их выводы опубликованы в материалах Американской академии наук. Открытие, по мнению ученых, дает новый взгляд на процессы формирования памяти и, как следствие, лучшие возможности для лечения ее нарушений.

«Наши открытия дают более глубинное понимание процессов создания воспоминаний. Формирование памяти - это не просто процесс включения или выключения молекул, скорее оно происходит в результате комплекса временных и пространственных отношений в молекулярном взаимодействии и движении», - цитируются в сообщении университета Нью-Йорка слова ведущего исследователя, профессора центра нейробиологии Томаса Керью (Thomas Carew).

Нейробиологи ранее открыли различные аспекты молекулярного сигнализирования, сопровождающего формирование воспоминаний. Но менее ясными оставались пространственные взаимоотношения между молекулами и вопрос, когда они становятся активными в процессе создания воспоминания.

Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи изучали нейроны калифорнийского морского слизня (Aplysia californica), заднежаберного моллюска аплизии. В качестве объекта исследований, аплизия очень многообещающий организм, так как ее нейроны в 10-50 раз длиннее, чем у вышестоящих организмов, в частности, у позвоночных. Кроме того эти моллюски имеют относительно маленькую нейронную сеть, что упрощает отслеживание молекулярных сигналов в процессе формирования памяти. Важнее всего то, что их механизм кодирования воспоминаний неизменен в процессе эволюции, что делает его схожим с механизмом у млекопитающих, что, в свою очередь, делает аплизию приемлемой моделью для понимания, как эти процессы работают у людей.

Ученые сосредоточили свои усилия на двух молекулах, MAPK и PKA, известных ранее как участники многих форм памяти и синаптической пластичности - изменений в мозге в результате нейронного взаимодействия. Однако было непонятно, как и где эти молекулы взаимодействуют.

Чтобы установить это, исследователи подвергли слизня экспериментам на чувствительность, причиняя моллюску боль. При этом они фиксировали молекулярную активность MAPK и PKA. В итоге, было установлено, что обе молекулы координируют свою активность пространственно и темпорально при формировании воспоминаний. В частности, при формировании среднесрочных воспоминаний (например, на протяжении часов) и долгосрочных (например, в течение нескольких дней), активными являются обе молекулы, причем MAPK провоцирует активность PKA. При формировании краткосрочных воспоминаний (оно хранится менее 30 минут) работает только молекула PKA, без привлечения MAPK.