Как се формират и избледняват спомените

Защо се получава така, че можете да си спомните името на най-добрия си приятел от детството, който не сте виждали от години, а в същото време да забравите името на човек, с който сте се запознали преди малко? С други думи, защо някои спомени се запазват с десетилетия, докато други избледняват за няколко минути?

Използвайки опити с мишки, изследователите от Калтех са установили, че стабилните и силни спомени са кодирани от „екипи“ от неврони, всеки един от които стреля в синхрон и създава натрупване, което позволява на спомените да устоят във времето. Това проучване търси отговор на въпроса как загубата на паметта може да бъде повлияна след увреждане на мозъка, след инсулт или при заболяването Алцхаймер.

Изследването е проведено в лабораторията на Карлос Лоис, професор по биология, и е публикувано на 23-ти август 2019 г. в списание Nature. Професор Лоис е също така и част от академичния състав на Института за нервонауки на Тианчао и Криси Чен в Калтех.

Екипът, воден от докторанта Уолтър Гонзалез, разработва тест, с който да изследва невронната активност при мишките, когато те научават и запомнят ново място. По време на теста мишката се поставя в право заграждение (писта), дълго около 1,52 м., с бели стени. Уникални символи маркират различни части от стените – например, удебелен знак плюс в близост до десния край или наклонена черта в центъра. Захарна вода (лакомство при мишките) се поставя в двата края на пътя. Докато мишката разучава мястото, изследователите измерват активността на специфични неврони в нейния хипоталамус (частта от мозъка, където се формират новите спомени), за който се знае, че отговаря за кодирането на спомените за места.

Когато животното се постави на пистата, то е несигурно какво да прави и започва да се лута наляво и надясно, докато не стигне до захарната вода. В този случай, когато мишката забележи символа на стената, се активират единични неврони. Но при многократното преминаване през пистата, мишката започва да опознава терена и запомня мястото на захарната вода. Колкото повече мишката опознава терена, толкова повече неврони започват да се активират в синхрон със забелязаните символи на стената. Мишката запомня къде се намира в пространството спрямо всеки символ на стената.


РЕКЛАМА:

***

За да изучат как спомените избледняват с времето, учените спират мишките от пистата за 20 дни. Когато се върнат отново на нея след тази пауза, мишките, които са изградили стабилни спомени, кодирани от по-голям брой неврони, си спомнят лесно задачата.  Дори когато някои неврони показват различна активност, спомените на мишката за пистата се идентифицират лесно, когато се анализира активността на големи групи от неврони. С други думи, използването на групи от неврони позволява на мозъка да създаде излишък и така да си припомни спомените, дори и когато някои от първоначалните неврони са загубили връзката си или са повредени.

Гонзалез обяснява: „Представете си, че имате дълга и сложна история за разказване. За да не я забравите, я разказвате на пет свои приятели и след време се събирате заедно, за да си я припомните. Така си помагате един на друг да попълните пропуските, които един или друг от вас е забравил. Бихте могли всеки път да преразказвате историята или да поканите и нови приятели, които да я научат. Това помага да се съхрани и заздрави паметта. По аналогичен начин вашите неврони си помагат един на друг, за да кодират спомените и да устоят във времето.“

Спомените са толкова фундаментални за човешкото поведение, че нарушаването им може да навреди сериозно на ежедневието. Загубата на памет, която е нормална част от остаряването, може да бъде значително неудобство за възрастните хора. Освен това, загубата на паметта, причинена от някои заболявания, най-вече Алцхаймер, има разрушителни последствия, които могат да попречат на елементарни рутинни действия, включително разпознаване на роднините или запомняне на пътя до дома. Настоящото изследване предполага, че спомените могат да изчезват много по-бързо с напредване на възрастта, защото паметта се кодира от все по-малко неврони и, ако някой от тях се провали, спомените се губят. Изследването предполага, че в бъдеще би могло да се прилага лечение, което да засили участието на повече неврони в кодирането на спомените и това да предотврати загубата на памет.

„С годините хората са научили, че колкото повече практикуват нещо чрез действие, толкова по-голям е шансът да си го спомнят по-късно,“ казва Лоис. „Сега смятаме, че това е така, защото колкото повече нещо се практикува чрез действие, толкова повече неврони участват в кодирането на действието. Конвенционалните теории за съхранението на спомените твърдят, че създаването на спомен е много по-устойчиво чрез засилването на връзките между отделните неврони. Нашите резултати предполагат, че увеличаването на броя на невроните, които участват в кодирането на един спомен, му позволява той да устои за по-дълго във времето.“

Научният труд е озаглавен „Устойчивост на невронните репрезентации във времето и увреждане на хипоталамуса“. Освен Гонзалес и Лоис, съавтори в изследването са студента Хануен Джанг и лаборанта Анна Харутунян. Проучването е финансирано от Американска сърдечна асоциация, Фондация „Делла Мартин“, Фонд за благосъстояние „Бъроус“, Инициатива „Мозък“ към Национален институт за неврологични разстройства и инсулт.

Превод: Мая Александрова
Източник:
ScienceDaily


Европейска нощ на учените 2022 г.: