Молодые нейроны улучшают память
Известно, что центральная нервная система (ЦНР) взрослого человека способна обновляться и обрастать новыми нервными клетками, которые образуются в двух зонах головного мозга — в субвентрикулярной (в районе желудочков) и так называемой зазубренной извилине, расположенной в глубине борозды гиппокампа, переходящей в ленточную извилину.
Из первой зоны нейроны направляются в обонятельную луковицу животного или следуют в полосатое тело человека (о дальнейшей судьбе этих клеток можно узнать в подробном описании шведских нейробиологов, опубликованном в 2014 году в журнале Cell). Не покидают насиженных мест лишь клетки, рождённые в гиппокампе — отделе головного мозга, ответственного за закрепление воспоминаний на фазе их перехода из кратковременной памяти в долговременную, а также за формирование эмоций и ориентацию в пространстве.
Более ранние исследования учёных доказали важность влияния новых клеток на процессы запоминания и способность мозга к анализу аналогичного опыта — сравнению схожей ситуации уже отложившейся в памяти и новой, в которой мы оказались впервые. При сопоставлении этих двух картинок выявляются новые детали, которые позволяют нам видеть новое в привычном. Точно так же, как выемка грунта и ограждения на знакомой улице предупреждают нас о ремонтных работах, а разведённый мост заставляет подумать о смене обычного маршрута.
Все сигналы, поступающие в нейронную сеть, идут сначала от “нервных клеток входа“ к принимающим их нейронам, затем, пройдя через сетевую обработку, попадают к нервным клеткам доставщикам готового сигнала, импульсы которых почему-то начинают срабатывать по-разному и отличаться друг от друга. Самое интересное, что от их отличий не оставалось и следа, когда нейрогенеза в гиппокампе грызунов удавалось подавить, а мозг в ответ на это переставал реагировать на изменения, происходящие в окружающей среде. Сам собой напрашивался вопрос, каким образом взаимодействовали между собой новые и старые клетки?
Этим вопросом заинтересовались учёные из Колумбийского университета во главе с профессором Аттилой Лозончи (Attila Losonczy). В поисках ответа они провели эксперимент с подопытными мышами, перед которыми поставили задачу — запомнить разницу между двумя абсолютно одинаковыми клетками в одной из которых (через металлическую решетку пола) они испытывали слабые, но неприятные удары электрического тока.
Мыши быстро усвоили отличие обычной камеры от “электроклетки“ и тряслись от страха, как только туда попадали. И наоборот, чувствовали себя в полной безопасности, находясь в другой клетке. Однако ситуация кардинально менялась, когда учёные искусственным путём подавляли процесс появления молодых клеток в гиппокампе грызунов — животные не только начисто теряли способность различать клетки, но и не могли избавиться от стресса ни в той, ни в другой.
Для поиска различий в работе молодых и зрелых нервных клеток учёные провели более сложный опыт. Они прикрепили мышей к беговой дорожке с искусственным окружением из звуков, запахов и других стимулов. Созданная вокруг них среда напоминала виртуальную реальность варианты, которой как капли воды были похожи друг на друга, за исключением некоторых деталей. Генная модификация мышей заставила их новые нейроны светиться красным цветом. Однако при проявлении активности и те и другие моментально становились зелёными. Для фиксирования всех изменений цвета нейронов использовался специальный микроскоп.
Полученные результаты, опубликованные в журнале Neuron, для многих оказались слегка неожиданными: молодые нейроны реагировали на всё без разбора, как те собаки, которые лают даже на воробьёв, зрелые, в отличие от них, откликались лишь на определённое сочетание импульсов. Одним словом, нейронная “зелень“ не замечала различий в окружающей её среде. Зрелые же клетки, наоборот, видели чёткую грань между новой и старой обстановкой.
В связи с этим появилась гипотеза о том, что старые нейроны, попадая под прессинг “молодёжи“, не только снижают свою активность, но и становятся значительно разборчивее в своих ответах на импульсы. А это приводит к тому, что в отделе, отвечающем за память, образуются многочисленные группы нервных клеток с узкой специализацией, которые позволяют разложить по полочкам информационные блоки с самыми тонкими признаками различий.
Для проверки правильности этой гипотезы учёные намерены уже в следующем своём исследовании подавить нейрогенез, чтобы активировать старые клетки и освободить память грызунов от лишних подробностей.
Из первой зоны нейроны направляются в обонятельную луковицу животного или следуют в полосатое тело человека (о дальнейшей судьбе этих клеток можно узнать в подробном описании шведских нейробиологов, опубликованном в 2014 году в журнале Cell). Не покидают насиженных мест лишь клетки, рождённые в гиппокампе — отделе головного мозга, ответственного за закрепление воспоминаний на фазе их перехода из кратковременной памяти в долговременную, а также за формирование эмоций и ориентацию в пространстве.
Более ранние исследования учёных доказали важность влияния новых клеток на процессы запоминания и способность мозга к анализу аналогичного опыта — сравнению схожей ситуации уже отложившейся в памяти и новой, в которой мы оказались впервые. При сопоставлении этих двух картинок выявляются новые детали, которые позволяют нам видеть новое в привычном. Точно так же, как выемка грунта и ограждения на знакомой улице предупреждают нас о ремонтных работах, а разведённый мост заставляет подумать о смене обычного маршрута.
Все сигналы, поступающие в нейронную сеть, идут сначала от “нервных клеток входа“ к принимающим их нейронам, затем, пройдя через сетевую обработку, попадают к нервным клеткам доставщикам готового сигнала, импульсы которых почему-то начинают срабатывать по-разному и отличаться друг от друга. Самое интересное, что от их отличий не оставалось и следа, когда нейрогенеза в гиппокампе грызунов удавалось подавить, а мозг в ответ на это переставал реагировать на изменения, происходящие в окружающей среде. Сам собой напрашивался вопрос, каким образом взаимодействовали между собой новые и старые клетки?
Этим вопросом заинтересовались учёные из Колумбийского университета во главе с профессором Аттилой Лозончи (Attila Losonczy). В поисках ответа они провели эксперимент с подопытными мышами, перед которыми поставили задачу — запомнить разницу между двумя абсолютно одинаковыми клетками в одной из которых (через металлическую решетку пола) они испытывали слабые, но неприятные удары электрического тока.
Мыши быстро усвоили отличие обычной камеры от “электроклетки“ и тряслись от страха, как только туда попадали. И наоборот, чувствовали себя в полной безопасности, находясь в другой клетке. Однако ситуация кардинально менялась, когда учёные искусственным путём подавляли процесс появления молодых клеток в гиппокампе грызунов — животные не только начисто теряли способность различать клетки, но и не могли избавиться от стресса ни в той, ни в другой.
Для поиска различий в работе молодых и зрелых нервных клеток учёные провели более сложный опыт. Они прикрепили мышей к беговой дорожке с искусственным окружением из звуков, запахов и других стимулов. Созданная вокруг них среда напоминала виртуальную реальность варианты, которой как капли воды были похожи друг на друга, за исключением некоторых деталей. Генная модификация мышей заставила их новые нейроны светиться красным цветом. Однако при проявлении активности и те и другие моментально становились зелёными. Для фиксирования всех изменений цвета нейронов использовался специальный микроскоп.
Полученные результаты, опубликованные в журнале Neuron, для многих оказались слегка неожиданными: молодые нейроны реагировали на всё без разбора, как те собаки, которые лают даже на воробьёв, зрелые, в отличие от них, откликались лишь на определённое сочетание импульсов. Одним словом, нейронная “зелень“ не замечала различий в окружающей её среде. Зрелые же клетки, наоборот, видели чёткую грань между новой и старой обстановкой.
В связи с этим появилась гипотеза о том, что старые нейроны, попадая под прессинг “молодёжи“, не только снижают свою активность, но и становятся значительно разборчивее в своих ответах на импульсы. А это приводит к тому, что в отделе, отвечающем за память, образуются многочисленные группы нервных клеток с узкой специализацией, которые позволяют разложить по полочкам информационные блоки с самыми тонкими признаками различий.
Для проверки правильности этой гипотезы учёные намерены уже в следующем своём исследовании подавить нейрогенез, чтобы активировать старые клетки и освободить память грызунов от лишних подробностей.
Скоро университеты Москвы наберут вес среди желающих получить достойное образование и будут радовать нас более смелыми и выдающимися открытиями в науке наравне с зарубежными университетами или даже превосходя их.
Похожие статьи:
