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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Умная кнопка для Интернета вещей 18.05.2016 Компания Amazon выпустила небольшое устройство AWS IoT Button - "умную" кнопку, предназначенную для управления устройствами Интернета вещей. Новинка является дальнейшим развитием концепции Dash Button - кнопок, предназначенных для заказа определенных товаров в одно касание. Изделие AWS IoT Button может быть запрограммировано на работу с определенными бытовыми приборами, компьютерными устройствами или элементами современного цифрового дома. Так, новинку можно использовать в качестве пульта дистанционного управления для Netflix, кнопки заказа продуктов, выключателя лампочки Philips Hue Light или кнопки обратной связи для гостей Airbnb. Написав необходимый код, можно настроить действия AWS IoT Button для разблокировки дверей автомобиля или запуска двигателя, вызова такси, открытия ворот гаража или удаленного управления домашними устройствами. Более того, кнопку можно подключить к различным онлайновым сервисам, например, к Twitter, Facebook, Twilio, Slack и даже к совершенно новым веб-службам. AWS IoT Button использует беспроводную связь Wi-Fi в диапазоне 2,4 ГГц. Заряда батареи хватит примерно на 1000 срабатываний. Стоит кнопка 20 долларов США.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026