Нейроны запоминают вкус

29.11.2014

Взяв в рот какую-нибудь гадость, мы довольно быстро запоминаем, что в следующий раз есть это нельзя - мозг мгновенно формирует связь между внешним видом и запахом плохой еды и недвусмысленной реакцией желудка. В самый первый момент на пищевое раздражение в мозге отзываются множество нейронов, однако память остается не у всех. Лишь горстка клеток хранит информацию о неприятном вкусе и запахе. Вопрос - чем отличаются такие клетки от остальных?

Ответ на него дали исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Как часто бывает, дело оказалось в некоем белке под названием CREB. Те нейроны, в которых его уровень был повышен, запоминали плохой вкус. CREBрасшифровывается как cyclic-AMP-response-element-binding protein и работает он транскрипционным фактором: в ответ на появление регуляторной молекулы циклического АМФ (cyclic-AMP) он связывается с определенными областями в ДНК, усиливая или ослабляя на них транскрипцию - синтез матричной РНК. Несколько лет назад Альчино Сильва (Alcino Silva) вместе с коллегами показал, что именно от CREB зависит локализация эмоциональной памяти в миндалевидном теле - локализация именно в смысле отдельных нейронов.

Тогда же исследователи предположили, что этот белок служит универсальным средством, от которого зависит, какие нейроны будут помнить стимул, а какие нет. Чтобы проверить свою гипотезу, они провели серию экспериментов с мышами, которым приходилось пробовать раствор, вызывающий тошноту. Неприятный вкус активировал островковую кору мозга, однако и здесь для хранения информации выделялась небольшая часть клеток, которые, как пишут авторы работы в Current Biology, содержали в себе много белка CREB. Миндалевидное тело и островковая кора довольно сильно отличаются друг от друга, но молекулярный механизм, отбирающий клетки для запоминания, у них схож. Так что есть все основания полагать, что CREB работает везде, где нужно сформировать нейронную ячейку памяти.

Клетки мозга мышей модифицировали так, чтобы они синтезировали модифицированный CREB, соединенный с зеленым флуоресцентным белком. Кроме того, в нейроны вводили другой ген, который придавал им чувствительность к веществу, выключавшему нейронную активность. Затем мышам давали попробовать соленую воду, в которую был подмешан еще и хлорид лития, вызывающий тошноту. Обычно мышам вкус соли нравится, однако в таком варианте они запоминали, что от соленой воды им будет плохо. Спустя три дня животным снова предлагали попробовать нехорошую воду. Обычные мыши избегали ее пить, однако те, у которых CREB-нейроны были выключены, забывали негативный опыт и снова пили тошнотворный раствор.

Дальнейшие эксперименты показали, что CREB усиливал синтез другого белка под названием Arc, чьи функции тесно связаны с цитоскелетом. Про Arc известно, что его тем больше в тех нейронах, которые сильнее всего возбуждаются в ответ на стимул. Роль цитоскелета в формировании памяти исследуется давно: запоминание требует прочных нервных цепочек, то есть прочных межнейронных контактов - синапсов, а прочность тех или иных элементов клеточной архитектуры зависит от белковых скелетных опор в цитоплазме.

<< Назад: Графен скрещен с нанотрубками 29.11.2014

>> Вперед: Транзисторы размером 1 нанометр 28.11.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Искусственный интеллект для управления инопланетными базами 29.11.2018 Группа инженеров из TRACLabs Inc работают над созданием системы мониторинга планетарных баз, которая в некотором смысле будет напоминать печально известного HAL 9000 из фильма Стэнли Кубрика "Космическая одиссея 2001 года". Новый искусственный интеллект по управлению внеземными базами называется CASE (cognitive architecture for space agents - когнитивная архитектура для космических средств)ю Система предназначена для управления базой на другой планете, скажем, Марсе. Она должна заботиться о повседневных, но критически важных задачах, таких как поддержание уровня кислорода и избавление от отходов. Такая система должна знать, что делать и как делать, выполняя задачи с помощью робоманипуляторов. Именно поэтому CASE спроектирован как трехслойная система. Первый слой отвечает за контроль "железа", вроде систем подачи энергии, жизнеобеспечения и так далее. Второй слой отвечает за управление программами, контролирующими "железо". А вот третий слой самый любопытный. Он отвечает за изобретение решений в ответ на появляющиеся проблемы, например, при разгерметизации одного модуля надо будет срочно изолировать его от остальных. Более того, новый ИИ будет иметь так называемую онтологическую систему - то есть по профилю работы он должен себя осознавать и выносить самостоятельные решения, сравнивая данные с сенсоров, предыдущий усвоенный опыт и информацию, полученную от людей. Именно поэтому система будет общаться с людьми именно так, как изображено в фильме. То есть вести диалог. Ученые уже выстроили прототип планетарной базы в виртуальной реальности, и CASE пока смог управлять ей в течение четырех часов. Так что предстоит много работы. Но в конце концов у исследователей в запасе есть минимум десять лет, ведь до Марса люди доберутся совсем нескоро.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025