Помните, как вы учились кататься на велосипеде или первый поход в зоопарк? Эти детские воспоминания часто остаются с нами и во взрослой жизни, но задумывались ли вы когда-нибудь, как нашему мозгу удается сохранять их так долго? Очередное исследование показала код хранения памяти, и выявило микроскопический "клей" в нашем мозге.
Международная группа исследователей обнаружила, что молекула под названием KIBRA (сокращение от "белок, экспрессируемый почками и мозгом") играет важнейшую роль в формировании и сохранении долгосрочных воспоминаний. Считайте, что KIBRA - это особый вид клея, который помогает склеивать другие важные молекулы, формирующие память, в нашем мозге. "Предыдущие попытки понять, как молекулы хранят долгосрочную память, были сосредоточены на индивидуальных действиях отдельных молекул", - объяснил Андре Фентон, соавтор исследования в пресс-релизе. "Наше исследование показало, как они работают вместе, чтобы обеспечить вечное хранение памяти. Более глубокое понимание того, как мы сохраняем память, поможет в будущем направить усилия на изучение и лечение заболеваний, связанных с ней", - добавил Тодд Сактор, также соавтор исследования.
Чтобы понять, почему это открытие так важно, давайте вкратце разберемся, как хранятся воспоминания. Наш мозг состоит из миллиардов нейронов (нервных клеток), которые взаимодействуют друг с другом через соединения, называемые синапсами. Когда мы формируем воспоминание, некоторые синапсы становятся сильнее, а другие остаются слабыми. Эта схема сильных и слабых связей образует своего рода "нейронную сеть", которая представляет собой воспоминание. Но молекулы в наших синапсах постоянно перемещаются, изнашиваются и заменяются - подобно тому, как в нашем организме постоянно образуются новые клетки кожи, заменяющие старые. Так как же наши воспоминания остаются стабильными в течение многих лет или даже десятилетий, если их составные части постоянно меняются? Вот тут-то и приходит на помощь KIBRA.
Исследовательская группа под руководством Фентона и Сактора провела свое исследование на лабораторных мышах. Они сосредоточились на том, как KIBRA взаимодействует с другой важнейшей молекулой памяти, называемой PKMzeta. PKMzeta очень важна для укрепления синапсов у млекопитающих, но она имеет тенденцию разрушаться через несколько дней.
И в итоге они обнаружили, что KIBRA действует как "стойкая синаптическая метка" или клей, который прилипает к сильным синапсам (тем, которые участвуют в формировании воспоминаний). KIBRA также прилипает к PKMzeta, помогая удерживать ее на месте в этих важных синапсах. И такая комбинация в виде KIBRA-PKMzeta помогает сохранить прочность синапсов, даже если отдельные молекулы со временем заменяются. "Во время формирования памяти синапсы, участвующие в формировании, активируются, и KIBRA избирательно располагается в этих синапсах", - объяснил Сактор. "Затем PKMzeta присоединяется к синаптическому тегу KIBRA и поддерживает прочность этих синапсов, что позволяет синапсам прилипать к вновь созданной KIBRA, привлекая еще больше вновь созданной PKMzeta".
Эксперименты, проведенные командой исследователей, позволили сделать несколько интересных выводов:
- Разрыв связи между KIBRA и PKMzeta фактически стирает старые воспоминания у мышей.
- Добавление в мозг большего количества PKMzeta может усилить слабые или угасшие воспоминания - но только потому, что KIBRA направляет ее в нужные синапсы. "Механизм постоянной синаптической метки впервые объясняет эти результаты, которые имеют клиническое значение для неврологических и психиатрических расстройств памяти", - сказал Фентон.
Это исследование подтверждает идею, предложенную еще в 1984 году нобелевским лауреатом Фрэнсисом Криком. Крик предположил, что для сохранения воспоминаний мозг может использовать механизм, схожий с философской концепцией "корабля Тесея". В этом древнегреческом мысленном эксперименте доски корабля постепенно заменяются с течением времени, но корабль остается тем же самым. "Механизм постоянной синаптической метки, который мы обнаружили, аналогичен тому, как новые доски заменяют старые, поддерживая корабль Тесея на протяжении многих поколений, и позволяет воспоминаниям сохраняться в течение многих лет, даже когда белки, поддерживающие память, заменяются", - заключил Сактор. "Фрэнсис Крик догадался о механизме "корабля Тесея" и даже предсказал роль протеинкиназы. Но потребовалось 40 лет, чтобы выяснить, что его компонентами являются KIBRA и PKMzeta, и разработать механизм их взаимодействия".
Другими словами, наш мозг использует KIBRA и PKMzeta для сохранения памяти, даже если отдельные молекулы со временем заменяются - точно так же, как корабль Тесея остается прежним, несмотря на замену всех его частей. И соответственно, выяснив, как наш мозг сохраняет память в течение длительного времени, ученые, возможно, смогут разработать новые методы лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера или посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР).
Без цензуры мы публикуем у себя в Телеграм-канале!
Еще от Аммиак: