Исследователи определили нейронные процессы, которые заставляют некоторые воспоминания быстро исчезать, в то время как другие воспоминания сохраняются со временем. Используя модели мыши, исследователи Caltech определили, что сильные, стабильные воспоминания кодируются «командами» нейронов, которые все работают синхронно, обеспечивая избыточность, которая позволяет этим воспоминаниям сохраняться с течением времени.
Исследование имеет значение для понимания того, как память может быть затронута после повреждения мозга, такого как инсульт или болезнь Альцгеймера, сообщается в исследовании, опубликованном в журнале «Science».
Во главе с доктором наук Уолтером Гонсалесом команда исследователей разработала тест для изучения нейронной активности мышей, когда они узнают о новом месте и запоминают его. В тесте мышь помещали в прямой корпус длиной около 1,5 метров с белыми стенками. Уникальные символы отмечали различные места вдоль стен - например, жирный знак плюс рядом с самым правым концом и наклонная черта около центра.
Сахарную воду (угощение для мышей) помещали в любой конец дорожки. В то время как мышь исследовала, исследователи измерили активность определенных нейронов в гиппокампе мыши (область мозга, где формируются новые воспоминания), которые, как известно, кодируют места.
Когда животное было первоначально помещено в ящик, оно не было уверено в том, что делать, и блуждало влево и вправо, пока не столкнулось с сахарной водой. В этих случаях одиночные нейроны были активированы, когда мышь заметила символ на стене. Но после нескольких опытов с ящиком, мышь познакомилась с ним и вспомнила расположение сахара. По мере того, как мышь все более осваивалась, все больше и больше нейронов активировались синхронно, видя каждый символ на стене. По сути, мышь распознавала, где она находится относительно каждого уникального символа.
Чтобы изучить, как со временем исчезают воспоминания, исследователи не выпускали мышей на срок до 20 дней. Вернувшись в ящик после этого перерыва, мыши, у которых сформировались сильные воспоминания, закодированные большим количеством нейронов, быстро вспомнили задачу.
Несмотря на то, что некоторые нейроны проявляли различную активность, память мыши о ящике была четко идентифицирована при анализе активности больших групп нейронов. Другими словами, использование групп нейронов позволяет мозгу иметь избыточность и все еще вызывать воспоминания, даже если некоторые из исходных нейронов замолкают или повреждаются.
«Представьте, что у вас есть длинная и сложная история, которую нужно рассказать. Чтобы сохранить историю, вы можете рассказать ее пятерым своим друзьям, а затем время от времени собираться вместе со всеми, чтобы пересказать историю и помочь друг другу заполнить любые пробелы, о которых человек забыл. Кроме того, каждый раз, когда вы пересказываете историю, вы можете приводить новых друзей для ее изучения и, следовательно, помогать сохранять ее и укреплять память. Аналогичным образом ваши собственные нейроны помогают друг другу кодировать воспоминания. это сохранится со временем», - объяснил Гонсалес.
Память настолько важна для человеческого поведения, что любое нарушение памяти может серьезно повлиять на нашу повседневную жизнь. Потеря памяти, возникающая как часть нормального старения, может стать серьезным препятствием для пожилых людей.
Кроме того, потеря памяти, вызванная несколькими заболеваниями, особенно болезнью Альцгеймера, имеет разрушительные последствия, которые могут помешать выполнению самых основных процедур, включая распознавание родственников или запоминание пути домой.
Эта работа предполагала, что воспоминания могут исчезать быстрее с возрастом, потому что память кодируется меньшим количеством нейронов, и если какой-либо из этих нейронов выходит из строя, память теряется.