Как восстановить утраченные воспоминания

07.06.2015

Чаще всего, когда говорят об амнезии, имеют в виду антероградную либо ретроградную ее разновидность. Отличить их просто: антероградная амнезия - нарушение памяти о том, что произошло после начала заболевания; ретроградная - нарушение памяти о том, что произошло до начала заболевания. И та, и другая могут случиться с человеком из-за травмы мозга, или из-за сильного стресса, или из-за тяжелого неврологического заболевания (например, синдрома Альцгеймера). Очевидно, конкретная причина амнезии состоит в том, что какие-то нейроны, имеющие отношение к записыванию и хранению информации, по какой-то причине перестают работать, как надо. Но в чем суть этих неполадок? Одни (и таких большинство) защищают гипотезу, согласно которой информация просто теряется из нейронных цепей, так что ее невозможно восстановить. Другие полагают, что тут мы имеем дело с проблемой доступа, что сведения все еще находятся в мозговом хранилище, но они оказались заблокированы, и добраться до них мы не можем.

По-видимому, верна все-таки гипотеза блокированного доступа - в ее пользу говорят результаты экспериментов Судзуми Тонегавы (Susumu Tonegawa) и сотрудников его лаборатории в Массачусетском технологическом институте. Сам Тонегава еще в 1987 году получил Нобелевскую премию за открытие генетического принципа образования разнообразия антител, но потом переключился на клеточные механизмы памяти. И здесь он и его коллеги достигли выдающихся успехов. Так, к примеру, только в прошлом году они выпустили несколько работ, в которых описывали, как мозг запоминает последовательность событий и как происходит коррекция рабочей памяти, когда мы вдруг осознаем, что что-то не так сделали. Наконец, в их прошлогодней статье в Nature шла речь о перепрограммировании эмоциональной памяти: воздействуя на нейроны гиппокампа, исследователи смогли в буквальном смысле плохие воспоминания сделать хорошими.

В 2012 году группе Тонегавы удалось подтвердить существование в гиппокампе (одном из главнейших центров памяти) энграммных клеток. Под энграммой понимают след, оставленный раздражителем; если говорить о нейронах, то повторяющийся сигнал - звук, запах, некая обстановка и т. д. - должны провоцировать в них некие физические и биохимические изменения. Если стимул потом повторится, то "след" активируется, и клетки, в которых он есть, вызовут из памяти все воспоминание целиком. Иными словами, у нас энграммные ("ключевые") нейроны отвечают за доступ к записанной информации, а чтобы сами они заработали, на них должен подействовать ключевой сигнал. Но, кроме того, такие клетки должны уметь как-то сохранять следы от раздражителей. На практике это означает, что между энграммными клетками должны усиливаться межклеточные синапсы: чем прочнее они будут, тем надежнее между ними будет проходить сигнал, тем крепче нейроны запомнят некий стимул. Однако до последнего времени экспериментальных подтверждений здесь не было - никто не знал, действительно ли в таких нейронах происходят специфические биохимические изменения, связанные с запоминанием стимула.

Исследователи использовали те же методы оптогенетики, которые несколько лет назад позволили им подтвердить само существование клеток-"ключей". Напомним, что суть оптогенетики состоит в том, что нейрон внедряют фоточувствительный белок, который формирует в клеточной мембране ионный канал: световой сигнал канал открывает, ионы перераспределяются по обе стороны мембраны, и нейрон либо "включается", либо "засыпает", в зависимости от того, что нужно в конкретном опыте. Сначала в гиппокампе у мышей нашли клетки, которые включали воспоминания, будучи сами активированы светом. У этих клеток, как пишут авторы работы в своей статье в Science, действительно усиливались межклеточные связи - иными словами, они вместе складывались в нейронный переключатель, по сигналу открывавший доступ к некоему блоку информации. Усиление межклеточного контакта означает, что клетке нужно больше белков, обслуживающих синапс, то есть все упирается в процесс биосинтеза белка. Синтез в нейронах отключали с помощью антибиотика, причем делали так сразу после того, как мышь что-то запоминала. Синапсы в таком случае оставались непрочными, и, самое главное, мышь ничего не могла вспомнить на следующий день, когда ее подвергали действию того же раздражителя, который действовал во время обучения. Получалась настоящая ретроградная амнезия - память о том, что случилось до обработки антибиотиком, исчезала, и восстановить ее с помощью обычных стимулов было невозможно.

Но те же энграммные клетки, которые должны были среагировать на ключевой стимул и которые молчали из-за ослабленных синапсов, несли в себе оптогенетические модификации. И вот если их активировали с помощью светового импульса, то память к животным возвращалась. Если отбросить подробности про специальные клетки-переключатели, синапсы и белковый синтез, то получится, что нейробиологи восстановили память с помощью световой вспышки в мозг.

Но акцент все же следует делать именно на энграммных нейронах, сколь бы странным ни казалось их название для непривычного слуха. Ранее в лаборатории Тонегавы удалось показать, что за включение памяти отвечает не какая-то одна клетка, а нервный контур из нескольких таких нейронов. С учетом новых данных исследователи предлагают следующую схему того, как организована память в мозге млекопитающих (а, возможно, вообще у большинства животных, имеющих центральную нервную систему). Основной ее момент состоит в том, что за хранение и активацию памяти отвечают разные структуры - группы энграммных клеток опекают другие нервные цепочки, хранящие блоки информации, и нейроны акивации можно в некотором смысле сравнить с библиотекарями, выдающими книги по запросу. Причем взаимоотношения между нейронами активации и нейронами хранения могут быть разными, например, одна активирующая сеть может действовать сразу на несколько единиц памяти, и конкретные взаимосвязи между теми и другими еще надо как следует изучить.

Конечно, это не значит, что ухудшение или утрата памяти происходит только из-за неполадок в энграммных клетках, проблемы могут начаться и в "главном хранилище". Однако с практической точки зрения все равно полезно знать, на какие нервные клетки нужно подействовать, чтобы восстановить давно забытые воспоминания, ведь может быть так, что сами воспоминания никуда не делись, просто нужно "разбудить" клетки, которые за них отвечают.

<< Назад: Система распознавания жестов на базе 60-ГГц радиоволн 08.06.2015

>> Вперед: Энергия из воздуха подзарядит смартфон 07.06.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Солнечные панели на железнодорожном полотне 07.02.2025 Французская национальная железнодорожная компания SNCF ищет инновационные способы получения электроэнергии, и один из них - размещение солнечных панелей непосредственно на железнодорожном полотне. В техническом центре Ашера был запущен экспериментальный проект под названием Solveig, в рамках которого на железнодорожных путях были установлены солнечные панели. Этот проект является совместной разработкой SNCF и ее дочерней компании AREP. Установка представляет собой контейнер с солнечными панелями и накопителем энергии, который может быть легко размещен между рельсами и при необходимости перемещен. В рамках проекта в течение шести месяцев будет проводиться тестирование системы для оценки ее производительности и надежности. Если испытания пройдут успешно, SNCF планирует масштабировать проект и разместить солнечные панели на большем количестве неиспользуемых железнодорожных линий. Предполагается, что полученная от солнечных панелей электроэнергия будет использоваться для обеспечения локальных потребностей в энергии, таких как техническое обслуживание и другие нужды железнодорожной инфраструктуры. Установка солнечных панелей на железнодорожном полотне - это не только способ получения чистой энергии, но и эффективное использование пространства, которое обычно не задействовано в энергетическом производстве. Для установки солнечных панелей использовался специальный телескопический манипулятор. Такая конструкция обеспечивает надежное крепление панелей, предотвращая их повреждение ветром, и обеспечивает оптимальное воздействие солнечного света. Прототип Solveig является важным шагом в реализации амбициозной задачи SNCF по установке 1000 МВт фотоэлектрической мощности к 2030 году. Это часть более широкой стратегии компании по переходу на возобновляемые источники энергии. Стоит отметить, что 80% поездов SNCF в настоящее время работают на электричестве, и компания стремится к дальнейшему снижению зависимости от традиционных источников энергии. В дальнейшем SNCF планирует оптимизировать систему для повышения ее эффективности и снижения затрат. Конкретные сроки реализации этих планов пока не указаны. В настоящее время решение обеспечивает внутреннее использование энергии SNCF и локальное потребление, однако в дальнейшем компания рассматривает возможность более широкого распространения этой технологии и ее адаптации к потребностям рынка. Благодаря своей стандартизированной контейнерной конструкции, которая легко адаптируется к логистическим ограничениям, решение имеет экспортный потенциал не только в Европе, но и в других странах мира. Проект SNCF по установке солнечных панелей на железнодорожном полотне является многообещающим примером использования возобновляемых источников энергии в транспортной отрасли. Эта технология может не только обеспечить железные дороги чистой и доступной электроэнергией, но и способствовать снижению зависимости от традиционных источников энергии и сокращению выбросов парниковых газов. Дальнейшее развитие и масштабирование этого проекта может стать важным шагом на пути к созданию более устойчивой и экологически чистой транспортной системы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026