Ученые поставили под сомнение ключевую роль синапсов в долгосрочной памяти
Эксперименты на мышах показали, что мозг способен сохранять долгосрочные воспоминания даже после исчезновения примерно половины синаптических структур. Это указывает, что память может зависеть не только от связей между нейронами, но и от процессов внутри самих клеток.
МОСКВА, 14 августа /Новости науки/. Ученые выяснили, что потеря половины синапсов не стирает долгосрочные воспоминания у мышей. Об этом сообщили в Окинавском институте науки и технологий (OIST).
Результаты ставят под сомнение представление о том, что долговременная память хранится прежде всего за счет устойчивого укрепления определенных связей между нейронами. Эксперимент показал, что значительная часть таких структур может временно исчезнуть без утраты уже сформированных воспоминаний.
«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», — отметил профессор OIST Кацумаса Танака.
Исследователи использовали способность мышей переходить в состояние искусственной спячки. Перед этим у животных формировали воспоминания, а затем наблюдали за соответствующими клетками гиппокампа с помощью светящихся меток и электронной микроскопии. Во время спячки активность энграм-нейронов снизилась примерно на 70%, а около половины дендритных шипиков — микроскопических выростов нейронов, на которых образуются многие синаптические контакты, — исчезли. Тем не менее после пробуждения мыши сохранили ранее приобретенные воспоминания.
Еще более необычным оказалось восстановление структуры нервных клеток. После выхода животных из спячки около 80% исчезнувших дендритных шипиков вновь появились практически в тех же местах. По мнению исследователей, это может означать, что внутри самих нейронов существует механизм, способный сохранять информацию о расположении важных соединений даже после их временного исчезновения.
Ученые также обнаружили, что синапсы, которые сохранялись во время спячки, распределялись не случайно: наиболее устойчивые соединения были сгруппированы в определенных участках клеточной мембраны. Теперь исследователи намерены выяснить, каким образом нейроны защищают эти структуры и почему одни синапсы оказываются устойчивыми, тогда как другие могут исчезать и затем восстанавливаться.
Представление о клеточной основе памяти заметно изменилось после открытия в 2012 году так называемых энграм-нейронов — групп нервных клеток, связанных с конкретными воспоминаниями. Изменение числа, размера и прочности синапсов между такими клетками долго считалось одним из главных механизмов долговременного хранения информации. Новые результаты не исключают участия синапсов в памяти, но показывают, что ее сохранение, вероятно, устроено сложнее и может зависеть также от устойчивых процессов внутри самих энграм-нейронов.
Результаты ставят под сомнение представление о том, что долговременная память хранится прежде всего за счет устойчивого укрепления определенных связей между нейронами. Эксперимент показал, что значительная часть таких структур может временно исчезнуть без утраты уже сформированных воспоминаний.
«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», — отметил профессор OIST Кацумаса Танака.
Исследователи использовали способность мышей переходить в состояние искусственной спячки. Перед этим у животных формировали воспоминания, а затем наблюдали за соответствующими клетками гиппокампа с помощью светящихся меток и электронной микроскопии. Во время спячки активность энграм-нейронов снизилась примерно на 70%, а около половины дендритных шипиков — микроскопических выростов нейронов, на которых образуются многие синаптические контакты, — исчезли. Тем не менее после пробуждения мыши сохранили ранее приобретенные воспоминания.
Еще более необычным оказалось восстановление структуры нервных клеток. После выхода животных из спячки около 80% исчезнувших дендритных шипиков вновь появились практически в тех же местах. По мнению исследователей, это может означать, что внутри самих нейронов существует механизм, способный сохранять информацию о расположении важных соединений даже после их временного исчезновения.
Ученые также обнаружили, что синапсы, которые сохранялись во время спячки, распределялись не случайно: наиболее устойчивые соединения были сгруппированы в определенных участках клеточной мембраны. Теперь исследователи намерены выяснить, каким образом нейроны защищают эти структуры и почему одни синапсы оказываются устойчивыми, тогда как другие могут исчезать и затем восстанавливаться.
Представление о клеточной основе памяти заметно изменилось после открытия в 2012 году так называемых энграм-нейронов — групп нервных клеток, связанных с конкретными воспоминаниями. Изменение числа, размера и прочности синапсов между такими клетками долго считалось одним из главных механизмов долговременного хранения информации. Новые результаты не исключают участия синапсов в памяти, но показывают, что ее сохранение, вероятно, устроено сложнее и может зависеть также от устойчивых процессов внутри самих энграм-нейронов.
