Страх раскрыл учёным память

Страх раскрыл учёным память

Ученые выяснили, как обеспечивается запоминание опасных для жизни ситуаций

Ученые выяснили, как обеспечивается запоминание опасных для жизни ситуаций. Специалисты считают, что точно таким же образом работает долговременная память. Традиционное «повторение – мать учения» работает и на молекулярном уровне.

Высшая нервная деятельность осталась одной из немногих областей биологии, которая за последние тридцать лет практически не приобрела новых принципиальных теорий и гипотез. Совершенствуются и появляются новые методы исследования, подобные функциональной магниторезонансной томографии (фМРТ), электроэнцефалографии и доплеровскому картированию, позволившие уточнить функции отдельных структур и областей мозга. Но знания механизмов, лежащих в основе физиологических процессов, пока не хватает для того, чтобы нарисовать целостную картину.


То же самое относится и к памяти. Длительное время господствующая теория возникновения новых и укрепления старых нейронных цепей и сетей не была никем опровергнута, хотя частично доказана была только недавно.


На этот раз американские ученые нашли материальную основу долговременной памяти, обеспечивающую стабилизацию и усиление этих самых связей при обучении. Ими стали особые рецепторы AMPA, включающиеся в структуру синапса между нужными нейронами.


То, что за память отвечает именно синапс, было показано этой же командой специалистов под руководством Марка Мэйфорда из института имени Скриппса в августе прошлого года. Тогда они выяснили, что при запоминании в синапсе появляются новые структуры из белка, роль и происхождение которых ещё предстояло установить.

Этот белок синтезировался самим нейроном при возбуждении и транспортировался по отростку к синапсу – межклеточному контакту, отвечающему за передачу возбуждения, а следовательно, и информации.

Во всех синапсах это происходит за счет медиатора, в данном случае глютамата, который высвобождается окончанием одной клетки, попадая в синаптическую щель. Через доли секунд он связывается с высокоспецифичными рецепторами на мембране следующей клетки, приводя к открытию ионных каналов и распространению возбуждения (в редких случаях – торможения).

В своей новой работе Мэйфорд и его коллеги исследовали эти структуры от зарождения до конечного местоположения.

Долговременная память у мышей вырабатывалась павловским способом с начала века. Правда, американцы не кормили своих подопечных, а оглушали 85-децибельным звуком, присовокупляя к этому «небольшой» электрический разряд в 0,75 мА. Перед этим мышей помещали в клетку другой формы, а потому она ассоциировалась у грызунов с этими неприятными процедурами. Кстати, выработка памяти, отвечающей за страх, методом кнута оказалась эффективней «пряника» Павлова – достаточно было только 4-х повторений вместо 7–8.

Изысканиям были подвергнуты специально подготовленные мыши, у которых ген рецептора к глютамату был связан с геном зеленого флюоресцирующего белка.

То есть в синапсах, где бы появился рецептор, можно наблюдать зеленое свечение.

На фотографии зеленым светятся включающиеся в синапс рецепторы к глютамату через один, два и шесть часов после тренировки. Первая фотграфия – исходное состояние. Место связи – грибовидные «шипы» на поверхности нейронов гиппокампа. Синим прокрашены ядра клеток. //sciencemag.com



Поскольку вопрос воспроизведения для животных остается спорным, и обычно нельзя сказать, вспомнило ли оно что-то или придумало заново, то после процедуры обучения ученые блокировали работу обоих генов, стабилизировав тем самым работу нейронов. Это позволило «зафиксировать» состояние нервной системы через некоторое время после обучения и относить все наблюдаемые в дальнейшем явления к последствиям тренировки страхом.

Ну а увидели специалисты то, что и предполагали. Рецепторы синтезировались во время обучения и транспортировались к определенным синапсам гиппокампа – именно к тем, которые отвечают за память, и в которых и были обнаружены эти структуры в прошлой работе.

АMPA рецепторы встраивались не абы как, а точно в «шипики», формирующие одну из стенок синапса на «принимающем» сигнал нейроне. Такие шипики известны в трех разных видах, называемых тонкими, пенькоподобными и грибовидными.

Следы привели ученых только к грибовидным, позволив теперь сделать выводы о роли этих структур.

Эти же области активировались и при повторном помещении в «клетки страха» даже без поддержки шоковым стимулом, что подтвердило их главную функцию – образование долговременной памяти.

Исчезновение упомянутых структур через некоторое время без подкрепления. Та же область в первый день, через одни сутки, двое, 4, 7 и 21. //sciencemag.com


Ученые не предложили способа, как улучшить память или упростить запоминание, но все выявленные изменения исчезали в течение нескольких дней без соответствующего подкрепления, так что стандартную схему зубрежки и «повторение – мать учения» ещё никто не отменял.

http://www.gazeta.ru/


26 февраля 2008, в 10:49
Другие статьи по темам

Главные тульские новости за день от Myslo.ru

Мы будем присылать вам на почту самые просматриваемые новости за день