Мыши сохраняют воспоминания после искусственной спячки и потери синапсов
Нейробиологи из Института науки и технологий Окинавы и их коллеги сделали открытие, которое меняет представления о нейробиологии. Ранее считалось, что для сохранения воспоминаний необходимо постоянное укрепление синапсов — связей между нейронами. Однако эксперименты с искусственной гибернацией мышей показали, что даже при значительной потере синапсов память грызунов остается неизменной. Об этом рассказывает TechInsider.
Метод искусственной спячки на мышах был впервые успешно применен в 2020 году группой профессора Такеши Сакураи. Исследователи выявили нейронную цепь, отвечающую за запуск гибернации. Хотя в природе мыши не впадают в спячку, эти нейронные структуры сохранились у большинства млекопитающих, включая человека.
В ходе эксперимента нейробиологи помещали мышей в состояние искусственной спячки, при котором активность мозга снижалась примерно на 70%. Анализ гиппокампа до и после гибернации показал, что в этот период исчезает более половины всех синапсов. При этом сокращение затрагивало как мелкие, так и крупные соединения, которые ранее считались наиболее устойчивыми. Вопреки ожиданиям, поведенческие тесты после пробуждения продемонстрировали, что точность воспроизведения памяти у животных осталась на прежнем уровне, а в некоторых случаях даже улучшилась. Работа опубликована в журнале Science.
Пытаясь понять причины этого феномена, исследователи впервые использовали метод корреляционной световой и электронной микроскопии для детального анализа энграмм — физических следов памяти в мозге. Выяснилось, что при массовой утрате контактов мозг избирательно сохраняет небольшие кластеры — специфические группы взаимосвязанных синапсов.
Эта высшая архитектура связей, а не сила отдельных синапсов, позволяет удерживать информацию даже после глубокого торможения мозговой активности. Большинство изолированных связей оказались заменяемыми, но защищенные кластеры обеспечили точное воспроизведение памяти. Первый автор работы доктор Ю-Джу Лин отметила: «С логической точки зрения, если бы все синапсы были жизненно необходимы для сохранения памяти, как считалось ранее, воспоминания должны были бы существенно ухудшиться».
В будущем авторы планируют выяснить, какие механизмы защищают ключевые группы синапсов от разрушения и как эти данные могут быть применимы к человеку.
