Долгосрочная память раскрылась в одном белке

Гиппокамп подопытных крыс – именно этот отдел мозга, по мнению большинства учёных, обеспечивает основные функции памяти (иллюстрация Ehlers et al.).

Американские нейрофизиологи сделали ещё один шаг на пути к осознанию фундаментальных механизмов интеллекта – они описали трансформацию полученного опыта в долгосрочную память на молекулярном уровне. Вполне возможно, что существенную часть наших когнитивных способностей обеспечивает всего лишь один небольших размеров "биомоторчик".

Каким образом мозг обрабатывает воспоминания и складирует их в своих нейродинамических структурах? У науки однозначного ответа на этот вопрос пока нет. Даже типов обращения к "жёсткому диску" существует как минимум несколько.

В целом считается, что воспоминания сохраняются в результате долговременной потенциации (LTP), то есть протяжённого во времени обмена сигналами между двумя нейронами. Этот механизм взаимодействия, известный как синаптическая связь, вообще очень важен. Мы уже писали, что именно его усложнение, возможно, привело к развитию человеческого интеллекта.

Обменивающиеся информацией нейроны вырабатывают особые вещества-посредники, нейротрансмиттеры, которые стимулируют рецепторы близлежащих клеток – и так далее, по цепочке. Если взаимодействие длительное, активизируется максимальное число рецепторов и "принимающая сторона" лучше усваивает входящий трафик.

На словах звучит довольно просто, но на молекулярном уровне в этом процессе разобраться гораздо сложнее.

Ранее уже было выдвинуто предположение, что за активизацию чувствительности может отвечать белок миозин, более известный в качестве регулятора сокращения мышц.

Весь процесс контролировался с помощью замедленной томографической съёмки мозга (иллюстрация Ehlers et al.).

С этим фибриллярным протеином и решили разобраться нейрофизиологи из США во главе Майклом Элерсом (Michael Ehlers) из медицинского центра при университете Дюка (Duke University). Чтобы оценить его истинную роль, учёные ввели в мозг подопытных крыс некоторое количество ионов кальция (Ca++).

Дело в том, что кальций стимулирует производство миозина Vb, который, в свою очередь, прицепляется к неактивным рецепторам и как бы вытягивает их в рабочую область синапса. В результате обеспечивается долгосрочная потенциация, а вместе с ней и лучшая способность к запоминанию и обучению. В теории.

Чтобы проверить версию с миозином Vb на практике, американцы химически заблокировали его выработку в нейронах. В результате оказалось, что без "умного" белка клетки действительно неспособны к LTP.

"Этот настоящий моторчик долгосрочной памяти. Возможно, именно он обеспечивает основную часть наших способностей к запоминанию", — полагает доктор Элерс.

"Полученные результаты позволят нащупать общую схему устройства интеллекта", — уверена нейробиолог Мэри Вутен (Marie Wooten) из университета Оберна (Auburn University). По её мнению, авторам работы впервые удалось пошагово описать молекулярный механизм долгосрочной памяти.

Подробнее с этим исследованием вы можете ознакомиться в журнале Cell.