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:

Не вся растительная пища полезна для психики 10.09.2026

Растительная пища традиционно считается одной из основ здорового рациона, поэтому специалисты по питанию обычно рекомендуют чаще включать в меню овощи, фрукты, цельнозерновые продукты и другие продукты растительного происхождения. Однако важна не только принадлежность пищи к растительной категории, но и способ ее обработки, количество сахара и другие характеристики рациона. Исследование иранских ученых показывает, что разные варианты растительного питания могут по-разному отражаться на психологическом состоянии человека. К такому выводу пришли исследователи из Исфаханского университета медицинских наук. Они изучали взаимосвязь между характером питания и эмоциональным состоянием взрослых людей, уделяя особое внимание симптомам депрессии и тревожности. Результаты работы были опубликованы в научном журнале PLOS One. При этом специалисты не утверждали, что отдельные продукты непосредственно вызывают депрессию: речь шла о статистической связи между определенными пищевыми привычками и сос ...>>

Подвесной робот Stringman для уборки комнаты 10.09.2026

Домашняя робототехника в основном развивается вокруг двух привычных направлений: роботов-пылесосов и многофункциональных гуманоидных машин. Но далеко не все задачи требуют колесной платформы или сложного человекоподобного механизма. Инженер Натаниэль Нифонг (Nathaniel Nifong), основатель стартапа Newfangled, предложил необычную альтернативу - подвесного робота Stringman, способного перемещаться над полом и самостоятельно собирать разбросанные предметы. Вместо того чтобы передвигаться по поверхности помещения, Stringman использует принцип, знакомый по тросовым системам камер Spidercam, применяемым на стадионах. В четырех верхних углах комнаты устанавливаются натяжные блоки, от которых к центральному рабочему модулю идут тонкие, но прочные тросы. Изменяя их натяжение, система может перемещать манипулятор практически в любую точку обслуживаемого пространства. Такое решение позволяет обойти некоторые ограничения традиционных роботов на колесах. Подвесной механизм не сталкивается с пр ...>>

Микрогравитация не ослабляет сердечные клетки 09.09.2026

Продолжительное пребывание в космосе подвергает человеческий организм воздействию условий, с которыми он никогда не сталкивается на Земле. Микрогравитация изменяет распределение жидкостей, способствует потере костной и мышечной массы, а космическое излучение способно повреждать ДНК. Особое значение для будущих длительных экспедиций имеет состояние сердечно-сосудистой системы. Новый эксперимент с мышами на борту Международной космической станции показал, что клетки сердечной мышцы могут сохранять силу сокращения даже после нескольких недель пребывания в микрогравитации. Исследователи давно наблюдают за тем, каким образом отсутствие привычной земной гравитационной нагрузки отражается на организме. В космосе жидкости перераспределяются в сторону верхней части тела, позвоночник немного растягивается, из-за чего рост временно увеличивается, а скелетные мышцы постепенно теряют массу и силу. Однако сердечная мышца работает в несколько иных условиях, поэтому специалисты Чикагского университ ...>>

Квантовый процессор IBM Nighthawk R2 09.09.2026

Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами. Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ. В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было и ...>>

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Случайная новость из Архива Суперклей, выдерживающий рекордные температуры 24.07.2022 Химики из Университета Цинхуа в Пекине разработали перспективную смесь для сочетания разных предметов при экстремальных температурах. Новый клей выдерживает от -196 до 200 градусов Цельсия и может быть использован повторно. Новый клей будет полезен в тяжелой промышленности и аэрокосмической отрасли, например для ракет, которые сталкиваются с температурными перепадами. Новое вещество относится к классу супрамолекулярных клеев. Части смеси специально разрабатываются для самосложения в крепкие связи в процессе отверждения. Авторы сообщили, что один из компонентов является кольцевидной молекулой, известной как краун-эфир, а другой - это небольшой белок, производимый бактериями. Когда описанные компоненты вступают в контакт и нагревается смесь, краун-эфир вращает белок и надежно скрепляет любые поверхности. В ходе серии тестов ученые склеили две стальные пластины вместе и обнаружили, что они могут выдержать усилие до 22 мегапаскалов. При этом клей работал не только при комнатной температуре, но и в любом диапазоне -196 до 200 °C. Он также показал высокие прочностные характеристики при работе с другими материалами и не распался даже под водой. Команда объяснила успех сильными надмолекулярными взаимодействиями - крепкая связь вытесняет воду из белка. Это значит, что при понижении температуры кристаллы льда не могут образоваться и расколоть материал, как часто бывает с другими клеями. Дополнительный бонус новой технологии состоит в ее многократности. Блокирующие компоненты клея могут быть демонтированы и переработаны, после чего обновленная смесь может скрепить новые материалы с той же прочностью. Новый супрамолекулярный клей будет особенно полезен в сценариях, когда жесткие объекты сталкиваются с резкими температурными колебаниями. С ним проще будет обслуживать промышленные предприятия, использующие металлы, а также ремонтировать космические корабли и ракеты на земной или лунной орбите.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026