Ученые из Японии обнаружили, что процесс формирования памяти тесно связан с рождением новых клеток в мозге. Им удалось показать то, что физическая активность может способствовать закреплению информации в памяти

Нейробиологи сделали еще один шаг к разгадке того, как именно работает мозг при обучении чему-то новому. Их работа вносит свой вклад в борьбу с такими заболеваниями, как амнезия и, возможно, со временем приведет к появлению препаратов, ускоряющих обучение.

Новизна

Исследователи из университета Корау, опубликовавшие свои результаты в журнале Cell, стали далеко не первыми, кто исследовал роль формирования новых клеток после обучения в связи с закреплением той или иной информации в памяти. Переход памяти из краткосрочной формы в долговременную ученые называют консолидацией, и это явление привлекает интерес многих исследовательских групп во всем мире.

Процесс появления новых нервных клеток в мозге, нейрогенез, был впервые обнаружен на практике в 1992 году, и это открытие не просто опровергло бытовавшее до определенного момента представление о том, что «нервные клетки не восстанавливаются», но и подтолкнуло ученых к поиску взаимосвязей между нейрогенезом и консолидацией памяти. Гипотеза о том. что новые клетки образуются специально для того, чтобы сохранить новую информацию, выглядела достаточно убедительно и правдоподобно. Более того, в ее пользу говорило и то, что новые клетки, которые обнаруживали нейробиологи в экспериментах на животных, появлялись не равномерно по всему мозгу, а в гиппокампе, участке, связанном именно с консолидацией памяти.

Облучение и зарядка

Японские исследователи решили проверить, что будет, если попытаться подавить процесс нейрогенеза у мышей и крыс или, напротив, стимулировать появление новых клеток.

Во время эксперимента грызунов выпускали в клетку, где через какое-то время раздавался гудок и одновременно на пол подавался слабый, но довольно неприятный разряд тока. Животные запоминали то, что звуковой сигнал не сулит ничего хорошего.

Спустя некоторое время ученые проверяли их реакцию. Если мышь или крыса в ответ на гудок замирала – значит, память о разряде сохранилась.

Для того, чтобы выяснить то, где именно хранится воспоминание, и как на его консолидацию, то есть переход в долговременную форму, повлияло рождение новых клеток, биологам пришлось внутрь интересующих ученых отделов мозга животных ввести вещества, блокирующие активность нейронов – отключая, по сути, часть мозга.

Кроме того, одну группу животных облучали рентгеновскими лучами, которые подавляют образование новых клеток. Другую, напротив, периодически пускали бегать в колесо – из проведенных ранее научных исследований было известно, что физическая активность нейрогенез стимулирует.

Результаты

Сопоставив изменение уровня нейрогенеза с переходом памяти в долговременную форму, исследователям удалось установить, что нейрогенез ускоряет консолидацию памяти и изначально требующийся для извлечения информации гиппокамп становится не нужен.

Но если процесс формирования новых нейронов по какой-то причине замедляется (облучение – это экстремальный случай, в реальной жизни скорее скажется недостаток активности), то информация задерживается в гиппокампе. Впрочем, поскольку в общей картине консолидации памяти до сих пор остаются неточности, корректнее будет сказать, что гиппокамп остается критически важным для использования недавно приобретенных знаний.

Применительно к человеку эти результаты означают то, что на устойчивость памяти (считается, что не зависимая от гиппокампа форма более стойка) влияет не только прошедшее с момента обучения время, но и то, в каком состоянии находился человек после обучения на протяжении нескольких недель и даже месяцев (в исследовании речь шла о промежутке в месяц). Вывод, конечно, может показаться отчасти тривиальным, но между простой констатацией пользы физических упражнений и пониманием того, что эти упражнения влияют на рождение новых нервных клеток есть большая разница, которая позволит со временем врачам найти новые способы борьбы с нарушениями памяти.