В недрах Института нейронаук Макса Планка во Флориде учёные совершили революционное открытие — «Тайные Пути Памяти» — которое может полностью перевернуть наши представления о формировании памяти. Исследователи выявили новый и неожиданный путь создания долгосрочных воспоминаний, который ставит под сомнение классические теории.
Исследование, опубликованное в престижном журнале Nature Neuroscience , демонстрирует, что долгосрочные воспоминания могут рождаться без предварительной фазы кратковременной памяти. Это открытие открывает новые горизонты для понимания природы памяти и предоставляет надежду на лечение различных когнитивных расстройств.
Первый автор исследования, доктор Мён Ын Шин, сравнил это открытие с обнаружением скрытого коридора, ведущего прямо к архивам мозга. «Ранее мы считали, что воспоминания движутся по линейному пути, начиная с кратковременного хранения и переходя к долгосрочным хранилищам. Однако наши эксперименты показывают, что существует параллельный маршрут, который позволяет создавать долгосрочные воспоминания напрямую», — объясняет он.
Для проверки этой гипотезы команда разработала передовую оптогенетическую методику, позволяющую временно деактивировать фермент CaMKII, играющий ключевую роль в формировании кратковременной памяти. В ходе экспериментов с мышами, которые проходили обучение на основе страха, было установлено, что даже при блокировке CaMKII животные сохраняли яркие воспоминания спустя длительное время.
«Когда мы ингибировали этот фермент, мыши теряли способность помнить о пугающем опыте уже через час. Но спустя дни, недели и даже месяцы они продолжали избегать мест, где испытывали страх. Это наблюдение заставило нас пересмотреть все наши представления о том, как работает память», — делится доктор Шин.
Экспериментальные данные свидетельствуют, что долгосрочные воспоминания могут быть созданы независимо от процессов кратковременной памяти. Это открытие имеет огромный потенциал для разработки новых подходов к лечению заболеваний, связанных с потерей памяти, таких как болезнь Альцгеймера или другие формы деменции.
Научный директор Института, доктор Риохей Ясуда, уверен, что дальнейшие исследования помогут раскрыть точный механизм этого нового пути. «Мы стремимся понять, как этот механизм можно использовать для улучшения сохранения долгосрочной памяти у людей, чья кратковременная память нарушена из-за старения или неврологических заболеваний», — говорит он.
Хотя исследование пока сосредоточено на обучении на основе страха, его результаты открывают дверь к новым возможностям в области нейронауки.
И кто знает, какие ещё тайны памяти ждут своего открытия?
Исследование Shin, M.E., Parra-Bueno, P. & Yasuda, R. Formation of long-term memory without short-term memory revealed by CaMKII inhibition. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-024-01831-z
Основные выводы:
- Новый путь формирования долгосрочных воспоминаний :
- Исследование показало, что долгосрочные воспоминания могут формироваться даже при отсутствии предварительной фазы кратковременной памяти. Это противоречит традиционным представлениям о линейном процессе, где информация сначала хранится в краткосрочной памяти, а затем переносится в долгосрочную.
- Роль CaMKII в формировании кратковременной памяти :
- Фермент CaMKII играет важную роль в формировании кратковременных воспоминаний. Учёные использовали оптогенетическую технику для временного ингибирования (деактивации) этого фермента у мышей, чтобы исследовать его влияние на процессы памяти.
- Эксперименты с обучением на основе страха :
- В экспериментах использовались мыши, проходящие обучение на основе страха. Когда CaMKII был ингибирован, мыши не могли помнить о пугающем опыте уже через час, что свидетельствовало о блокировке формирования кратковременной памяти.
- Однако те же самые мыши демонстрировали яркие воспоминания об этом опыте спустя несколько дней, недель и даже месяцев. Они избегали мест, где испытывали страх, что доказывает возможность формирования долгосрочных воспоминаний без участия кратковременной памяти.
- Потенциальные последствия для лечения расстройств памяти :
- Это открытие может иметь важные клинические последствия, особенно для лечения заболеваний, связанных с потерей памяти, таких как болезнь Альцгеймера и другие формы деменции. Если долгосрочные воспоминания могут формироваться независимо от кратковременных, это открывает новые пути для разработки методов сохранения памяти у пациентов с нарушениями кратковременной памяти.
Ключевые моменты:
- Технология оптогенетики : Использование оптогенетической техники позволило учёным точно контролировать активность CaMKII и наблюдать за изменениями в поведении мышей.
- Альтернативный механизм формирования памяти : Открытие нового пути формирования долгосрочных воспоминаний без участия кратковременной памяти ставит под сомнение существующие теории и открывает новые горизонты для исследований в области нейронаук.
- Ограничения и дальнейшие исследования : Хотя исследование сосредоточено на обучении на основе страха, его результаты могут быть применимы к другим типам памяти. Однако точный механизм этого нового пути пока остаётся неизвестным, и учёные продолжают изучать этот вопрос.
Это исследование предоставляет новое понимание механизма формирования долгосрочных воспоминаний и открывает потенциал для новых подходов к лечению расстройств памяти. Оно также подчеркивает важность дальнейших исследований для полного раскрытия всех аспектов этого удивительного открытия.