Ученые обнаружили во время наблюдений за работой мозга мышей, впавших в состояние искусственной спячки, что исчезновение более половины синапсов между их нейронами не лишило грызунов памяти об уже пережитых событиях. Это ставит под сомнение теорию о ключевой роли синапсов в хранении долгосрочных воспоминаний, сообщила пресс-служба японского Окинавского института науки и технологий (OIST).
© ТАСС
"В прошлом ученые считали, что усиление связей между нейронами необходимо для формирования и воспроизведения воспоминаний, и что образование более "ветвистых" и крупных синапсов способствует долговременному хранению информации. Наши наблюдения показали, что далеко не каждый синапс важен для появления воспоминаний, и что внутренние процессы в энграм-нейронах играют более важную роль в их образовании", — заявил профессор OIST Кацумаса Танака, чьи слова приводит пресс-служба института.
Как объясняют профессор Танака и ученые, в прошлом нейрофизиологи предполагали, что различные воспоминания хранятся в виде наборов электрических импульсов, которыми обмениваются клетки гиппокампа, центра памяти мозга. Эти воззрения поменялись в 2012 году, когда американские молекулярные биологи открыли в гиппокампе так называемые энграм-нейроны, в которых хранились конкретные воспоминания.
Данные клетки соединены друг с другом и с другими нейронами при помощи нервных окончаний-синапсов, структура, толщина и другие свойства которых меняются по мере формирования воспоминаний. Это заставляло многих исследователей в прошлом считать, что процесс образования и укрепления синапсов между энграм-нейронами играют ключевую роль в долгосрочном хранении воспоминаний и последующем их воспроизведении.
Нейробиологические основы воспоминаний
Несколько лет назад японские биологи обнаружили, что погружение мышей в искусственную спячку сильно снижает активность нейронов гиппокампа и меняет характер формирования синапсов. Это дало японским ученым возможность проверить, какую роль играют связи между энграм-нейронами в хранении воспоминаний, для чего ученые вызвали спячку у мышей и проследили за работой из мозга при помощи светящихся меток и электронных микроскопов.
Проведенные учеными наблюдения показали, что переход в состояние спячки снижал активность энграм-нейронов на 70%, а также приводил к исчезновению около половины дендритных шипиков — сверхмалых выростов мембраны нервных клеток, непосредственно формирующих синаптические соединения. Несмотря на это, грызуны не теряли имевшиеся у них воспоминания, и при этом после пробуждения около 80% утерянных шипиков заново сформировались в тех же точках, где они изначально располагались.
"Данное наблюдение говорит о том, что лишь небольшая часть синапсов действительно важна для формирования долгосрочных воспоминаний, причем эти соединения были сгруппированы и расположены в определенных частях мембраны клеток. Теперь нам предстоит понять, как мозг поддерживает эти структуры и защищает их от разрушения, и как на них влияют разные воспоминания", — подытожил профессор Танака.
