Во время наблюдений за работой мозга мышей, впавших в состояние искусственной спячки, ученые обнаружили, что исчезновение более половины синапсов между их нейронами не лишило грызунов памяти об уже пережитых событиях
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).
"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.
