Клетки мозга, даже изолированные от него, обладают кратковременной памятью

Клетки мозга, даже изолированные от него, обладают кратковременной памятью

Нейробиологам удалось доказать, что изолированные от мозга нейроны способны запоминать информацию. Впервые эффект обучения был показан не на живом подопытном, а "в пробирке", на фрагменте нервной ткани. Об этом пишет издание GZT.ru, ссылаясь на исследования, проведенные в медицинской школе Кейс-Вестерна (США) и опубликованные в журнале Nature Neuroscience.

Исследователи из университета, расположенного в Кливленде (штат Огайо, США), описали эксперимент, в котором вместо подопытного животного использовалась культура клеток: фрагмент мозга крысы с подключенными к нему электродами. Наблюдая за активностью нервных клеток, ученые пришли к выводу, что она меняется, получив определенные сигналы. Это, в свою очередь, свидетельствует о формировании кратковременной памяти.

Кратковременная память, как считают нейробиологи, основана на изменении электрических свойств нейронов; долговременная – на их физической перестройке и, возможно, на образовании новых нервных клеток. Например, в кратковременной памяти хранится у читателя начало абзаца, когда он завершает чтение. При необходимости кратковременная память преобразуется в долговременную в ходе так называемой консолидации памяти, и это задействует совсем другие механизмы.

Ученые исследовали именно кратковременную память. Им удалось показать, что определенные клетки гиппокампа (части головного мозга, которая, возможно, отвечает в том числе и за кратковременную память), получив внешний стимул, могут менять свои электрические свойства и выдавать всплески активности на промежутках до десяти секунд. Это так называемые мшистые клетки, названные так за характерную форму со множеством отростков, которые сконцентрированы в сгустки, напоминающие мох.

По словам одного из авторов работы, Бена Стоукбриджа, результаты эксперимента могут существенно помочь в медицинских исследованиях. Ведь выявление нервных цепей, ответственных за кратковременную память, позволяет и определить причины, по которым животное может лишаться способности запоминать что-либо.

В мозгу крысы можно найти все те же основные структуры, что и в мозгу человека (хотя и менее развитые), поэтому результаты экспериментов на грызунах часто помогают понять и причины поражающих людей заболеваний, от болезни Альцгеймера до эпилепсии. Кстати, именно анализ случаев амнезии при эпилепсии и натолкнул ученых на мысль о том, что следует изучать именно мшистые клетки.

Эксперимент затрагивает и такую достаточно актуальную тему, как замена опытов на животных опытами на культурах клеток. На подобную замену часто указывают как на способ "гуманизировать" исследования, избавившись от работы с животными, – но в данном случае, равно как и во многих других, цели ученых ничего общего с защитой животных не имели.

Культура клеток, которую использовали нейробиологи, являлась срезом головного мозга, предварительно извлеченного из умерщвленной крысы. Ученые смогли таким образом получить доступ к интересовавшим их клеткам, у них появилась возможность получать больше информации – но крыс при этом все равно приходилось убивать. И увы, других вариантов у ученых нет: вырастить в пробирке целый гиппокамп с фрагментами коры или мозг целиком невозможно, а просто на отдельных клетках (которые теоретически можно получить и без убийства животного) наблюдать обучение и формирование памяти нельзя в принципе.

"Память, – говорит Стоукбридж, – это не то, что наблюдается на одной клетке, это то, что реализуется в целой группе клеток". Мшистые клетки гиппокампа связаны с нейронами других типов, и самих по себе их для обучения недостаточно. Но, как показали опыты ученых, мшистые клетки служат важным звеном в тех нервных цепях, которые обеспечивают нам возможность помнить о том, что произошло несколько секунд назад: возможность, без которой нормальная жизнь попросту невозможна.

Еще в 2007 года в Гарвардском и Кембриджском университетах смогли создать трансгенную мышь, каждый нейрон клеток которой окрашивался в случайно выбранный цвет за счет комбинации трех разноцветных светящихся белков. Ученые выполнили живописные микрофотографии фрагментов мозга таких мышей, где окрашивались именно отростки мшистых клеток.