Забуті спогади можна повернути, якщо активувати клітини, що відповідають за доступ до зберігається в мозку інформації. Найчастіше, коли говорять про амнезію, мають на увазі антероградную або ретроградну її різновид.
Відрізнити їх просто: антероградна амнезія - порушення пам'яті про те, що сталося після початку захворювання; ретроградна - порушення пам'яті про те, що сталося до початку захворювання.
І та, і інша можуть трапитися з людиною через травму мозку, або через сильного стресу, або через важке неврологічного захворювання (наприклад, синдрому Альцгеймера).
Очевидно, конкретна причина амнезії полягає в тому, що якісь нейрони, що мають відношення до записування та зберігання інформації, з якоїсь причини перестають працювати, як треба. Але в чому суть цих неполадок?
Одні (і таких більшість) захищають гіпотезу, згідно з якою інформація просто втрачається з нейронних ланцюгів, так що її неможливо відновити. Інші вважають, що тут ми маємо справу з проблемою доступу, що відомості все ще знаходяться в мозковому сховище, але вони виявилися заблоковані, і дістатися до них ми не можемо.
Мабуть, вірна все-таки гіпотеза блокованого доступу - в її користь говорять результати експериментів Судзумія Тонегави (Susumu Tonegawa) і співробітників його лабораторії в Массачусетському технологічному інституті. Сам Тонегава ще в 1987 році отримав Нобелівську премію за відкриття генетичного принципу освіти різноманітності антитіл, але потім переключився на клітинні механізми пам'яті.
І тут він і його колеги досягли видатних успіхів. Так, наприклад, тільки в минулому році вони випустили кілька робіт, в яких описували, як мозок запам'ятовує послідовність подій і як відбувається корекція робочої пам'яті, коли ми раптом усвідомлюємо, що щось не так зробили.
Нарешті, в їх минулорічної статті в Nature йшлося про перепрограммировании емоційної пам'яті: впливаючи на нейрони гіпокампу, дослідники змогли в буквальному сенсі погані спогади зробити хорошими.
Якщо стимул потім повториться, то «слід» активується, і клітини, в яких він є, викличуть з пам'яті все спогад цілком. Іншими словами, у нас енграммние ( «ключові») нейрони відповідають за доступ до записаної інформації, а щоб самі вони заробили, на них повинен подіяти ключовий сигнал.
Але, крім того, такі клітини повинні вміти якось зберігати сліди від подразників. На практиці це означає, що між енграммнимі клітинами повинні посилюватися міжклітинні синапси: чим міцніше вони будуть, тим надійніше між ними буде проходити сигнал, тим міцніше нейрони запам'ятають якийсь стимул.
Однак до останнього часу експериментальних підтверджень тут не було - ніхто не знав, чи дійсно в таких нейронах відбуваються специфічні біохімічні зміни, пов'язані із запам'ятовуванням стимулу.
Дослідники використовували ті ж методи оптогенетики, які кілька років тому дозволили їм підтвердити саме існування клітин «ключів».
Нагадаємо, що суть оптогенетики полягає в тому, що нейрон впроваджують фоточутливий білок, який формує в клітинній мембрані іонний канал: світловий сигнал канал відкриває, іони перерозподіляються по обидві сторони мембрани, і нейрон або «включається», або «засинає», в залежності від того, що потрібно в конкретному досвіді.
Посилення міжклітинної контакту означає, що клітці потрібно більше білків, які обслуговують синапс, тобто все впирається в процес біосинтезу білка. Синтез в нейронах відключали за допомогою антибіотика, причому робили так відразу після того, як миша щось запам'ятовувала.
Синапси в такому випадку залишалися неміцними, і, найголовніше, миша нічого не могла згадати на наступний день, коли її піддавали дії того ж подразника, який діяв під час навчання. Виходила справжня ретроградна амнезія - пам'ять про те, що трапилося до обробки антибіотиком, зникала, і відновити її за допомогою звичайних стимулів було неможливо.
Але ті ж енграммние клітини, які повинні були зреагувати на ключовий стимул і які мовчали через ослаблених синапсів, несли в собі оптогенетіческіе модифікації. І ось якщо їх активували за допомогою світлового імпульсу, то пам'ять до тварин поверталася.
Якщо відкинути подробиці про спеціальні клітини-перемикачі, синапси і білковий синтез, то вийде, що нейробіологи відновили пам'ять за допомогою світлового спалаху в мозок.
Але акцент все ж слід робити саме на енграммних нейронах, хоч би як дивно було їх назва для незвичного слуху. Раніше в лабораторії Тонегави вдалося показати, що за включення пам'яті відповідає не якась одна клітина, а нервовий контур з декількох таких нейронів.
З урахуванням нових даних дослідники пропонують наступну схему того, як організована пам'ять в мозку ссавців (а, можливо, взагалі у більшості тварин, що мають центральну нервову систему).
Основний її момент полягає в тому, що за зберігання і активацію пам'яті відповідають різні структури - групи енграммних клітин опікують інші нервові ланцюжки, що зберігають блоки інформації, і нейрони активації можна в певному сенсі порівняти з бібліотекарями, що видають книги по запросу.
Причому взаємини між нейронами активації і нейронами зберігання можуть бути різними, наприклад, одна активує мережу може діяти відразу на кілька одиниць пам'яті, і конкретні взаємозв'язки між тими і іншими ще треба як слід вивчити.
Звичайно, це не означає, що погіршення або втрата пам'яті відбувається тільки через неполадки в енграммних клітинах, проблеми можуть початися і в «головному сховищі».
Однак з практичної точки зору все одно корисно знати, на які нервові клітини потрібно подіяти, щоб відновити давно забуті спогади, адже може бути так, що самі спогади нікуди не поділися, просто потрібно «розбудити» клітини, які за них відповідають.
Діліться з друзями корисною інформацією, їм теж може стати в нагоді: