Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Мозг чистит память с помощью новых нервных клеток

Нейроны, образующиеся в результате нейрогенеза, могут играть в мозге двоякую роль: с одной стороны, они улучшают запоминание новой информации, с другой – помогают забыть то, что мозг запомнил раньше.

мозг чистит память с помощью новых нервных клеток

Запоминание информации сопровождается образованием межнейронных контактов в мозге. Эти контакты, называемые синапсами, организуют новые нейронные цепочки, которые, как считается, служат чем-то вроде ячеек памяти. Отсюда можно сделать вывод, что чем больше синапсов, тем память лучше, если же синапсы исчезают, то и память ухудшается.

А из-за чего могут исчезнуть синапсы? Во-первых, это может произойти по воле самой клетки и под действием других её контактов – желая оптимизировать свою работу, нейрон отказывается от одних соединений в пользу других. Во-вторых, очевидно, что синапсы исчезают с гибелью самой нервной клетки, что опять же будет сопровождаться ухудшением памяти. Множество клинических наблюдений это подтверждают: массовое вымирание нейронов, которое происходит либо из-за травмы мозга, либо из-за какой-то тяжёлой болезни, приводит к тому, что индивидуум теряет способность к обучению и забывает то, что с ним когда-то происходило.



мозг чистит память с помощью новых нервных клеток
Срез через мышиный гиппокамп со модифицированными нейронами, светящимися флуоресцентным зелёным белком.

Если уменьшение численности нейронов вредит памяти, означает ли это, что появление новых нейронов должно её стимулировать? На первый взгляд, да, однако оказалось, что не всё так просто: исследователи из Университета Торонто обнаружили, что новые нервные клетки порой действуют наоборот, помогая мозгу забыть накопленную до этого информацию. Появление новых нервных клеток называется нейрогенезом, и сейчас у нас, как известно, кроме привычного нейрогенеза, связанного с растущим, формирующимся мозгом, есть и другой, продолжающийся всю жизнь. Благодаря «взрослому» нейрогенезу у человека каждый день появляется около 700 новых нервных клеток, которые встраиваются в нервные цепочки зубчатой извилины гиппокампа. Эта область мозга, гиппокамп, является одним из основных центров памяти, так что логично было бы ожидать, что появление в нём новых нервных клеток делает память только лучше. Действительно, опыты на мышах показали, что подавление нейрогенеза ухудшает способность животных к обучению: в частности, они перестают чувствовать и запоминать отличия между сходными обстановками и ситуациями. С другой стороны, если у грызунов нейрогенез стимулировали, то животные быстрее выучивали новую информацию, благодаря которой они лучше ориентировались на местности и выполняли поведенческие тесты.

Но вот несколько лет назад Пол Фрэнкленд (Paul Frankland) и его коллеги из Университета Торонто обнаружили, что животные с простимулированным нейрогенезом начинают хуже выполнять некоторые задания – в частности, те, для выполнения которых нужно было вспомнить некоторые детали из прошлых попыток. Результаты опытов были слишком интригующими, чтобы просто про них забыть, и исследователи решили изучить этот феномен поплотнее. В новых опытах учёные решили поэкспериментировать не только со «взрослым» нейрогенезом, но и с обычным, который начинается во время внутриутробного развития и заканчивается вскоре после рождения. У этого обычного нейрогенеза есть своя динамика: например, у новорождённых появление новых нейронов в мозге ускоряется, однако вскоре интенсивность этого процесса очень сильно падает. С другой стороны, есть такое явление как детская (инфантильная) амнезия, когда из мозга исчезает память о том, что с нами происходило до 2-4 лет. И вот исследователям пришло в голову проверить, не связана ли эта детская амнезия с нейрогенезной вспышкой в мозге новорождённых, которая, к счастью для экспериментаторов, происходит как у людей, так и у мышей.

Для начала учёные выяснили, есть ли у мышей что-то похожее на человеческую детскую амнезию. Для этого 17-дневных мышей (которых по уровню развития можно сопоставить с детьми в возрасте до года) помещали на время в клетку, где их слабо били током. Затем их переносили обратно в знакомую клетку, но на протяжении последующих шести недель мышат периодически помещали в «пыточную камеру». Током их при этом уже не били.

Оказалось, что молодые мыши быстро забывают негативный опыт и, оказавшись в страшной клетке, никаких признаков страха, тревоги и т. д. не проявляют. Их памяти хватало на сутки, всё, что происходило раньше последних 24 часов, мышата забывали. Но если такой же эксперимент ставили с взрослыми мышами, они прекрасно запоминали, что их может ждать в электроклетке, и помнили это даже месяц спустя.

Тогда исследователи с помощью физических упражнений и химических препаратов простимулировали нейрогенез у взрослых мышей. (Ничего сложного – оказывается, деление нервных клеток во взрослом мозге можно подстегнуть, накормив мышей Прозаком или поставив им в клетку беличье колесо). И вот, когда интенсивность появления новых нервных клеток у взрослых мышей увеличивалась на 100%, их забывчивость становилась в буквальном смысле детской: взрослые мыши переставали «держать в уме» негативный опыт, пережитый в электрической клетке; также они начинали хуже выполнять некоторые задания, основанные на способности вспоминать.

С другой стороны, исследователи попытались замедлить нейрогенез у новорождённых мышей и посмотреть, что из этого получится. Сделать это было не в пример труднее: для этого понадобилось генетически перестроить клетки-предшественницы нейронов, чтобы в них запускалась программа самоуничтожения и они не успевали бы превратиться в действующие нейроны. Затормозить появление новых нервных клеток у мышат удалось лишь на 50%, но даже так их поведение делалось очень похожим на поведение взрослых мышей – в том смысле, что память мышат длилась уже не 24 часа, а целую неделю. Результаты экспериментов авторы работы опубликовали в журнале Science.

Конечно, большое искушение экстраполировать эти данные на человека, но тут надо понимать, что эксперименты ставили на мышах, и вот так просто их результаты на человеческий мозг не распространишь. Нужны специальные исследования, специальные эксперименты с участием, так сказать, человеческого мозга, чтобы понять, работает ли такой механизм у нас и насколько вообще велик его вклад в процессы запоминания-забывания. Если же такой механизм забывания работает и у человека, то мы, возможно, получим дополнительный инструмент для управления нашей памятью – нужно будет только научиться ускорять или тормозить нейрогенез. Кстати говоря, при депрессии, как считается, нейрогенез слабеет, и не с этим ли связан эффект от антидепрессантов (к которым относится и Прозак)? Эти лекарства среди прочего стимулируют образование новых нейронов, память от этого меняется, и негативные воспоминания, которые вносили свой вклад в депрессию, могут просто исчезнуть.

Впрочем, тут ещё нужно подробнее исследовать процессы, которые происходят с памятью при появлении новых клеток. Почему новые клетки помогают «затереть» какую-то информацию? Возможно, тут дело опять-таки в синапсах: новые клетки образуют новые межнейронные соединения, новые цепочки, а ведь известно, что избыток синапсов, избыток нейронных цепей плохо сказывается на работе мозга, и сам мозг проводит большую работу внутри себя, чтобы избавиться от лишних межклеточных соединений. Лишние нейронные цепи, например, часто можно наблюдать при аутизме и подобных ему заболеваниях. Возможно, что появление таких лишних цепей в ходе умеренного, подконтрольного и строго дозируемого самим мозгом нейрогенеза помогает мозгу избавляться от ненужной информации.

По материалам ScienceNow.

Автор: Кирилл Стасевич

Ссылка на источник

Tags: исследования, мозг, нейробиология, память, поведение
Subscribe

Posts from This Journal “нейробиология” Tag

  • Corvus Sapiens?

    Вороны давно вошли в интеллектуальную элиту мира животных. Все знают знаменитую басню Эзопа про ворону и кувшин: птица не доставала клювом до воды…

  • Поесть — как два нейрона возбудить

    Оказывается, порою, чтобы принять решение пойти и поесть, оказывается достаточно работы всего двух нейронов. По крайней мере, ровно так всё обстоит…

  • Корица сделала глупых мышей умнее

    Нейробиологи из Университета Раша в Чикаго показали, что употребление в пищу корицы, а также одного из самых распространённых в мире консервантов…

promo 4 11:00 1
Buy for 20 tokens
Что должно быть в рюкзаке путешественника? Я объехал 86 стран и представляю свою версию снаряжения для бесконечных покатушек своим ходом. Этот комплект для того, кто хочет много ездить по миру и рассказывать об этом всем вокруг. Снаряжение высушено до минимума многолетним опытом. Смотрите и…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 1 comment