Активное запоминание убивает нейроны

Нейрофизиологам удалось вычислить белок, контролирующий процесс долговременного запоминания. Правда, до «инъекций памяти» пока далеко – слишком большая доза запоминателя убивает нейрон.

Сотрудники Университета Джона Хопкинса вычислили белок, контролирующий процесс долговременного запоминания. Им оказался уже известный нейрофизиологам белок Arc. Он присутствует в мозгу большинства живых существ и, как известно на данный момент из работ Массачусетского университета, способствует настройке нейронов в ответ на зрительные раздражения. Исследование о новых свойствах Arc опубликовано в выпуске журнала Neuroscience («Неврология») за 9 ноября 2006 года.

«Например, человек решил бросить курить и смог избавиться от пагубного желания дома, на работе и на улице, – поясняет механизм действие Arc один из авторов работы, профессор неврологии Пол Ф. Уорлей. – Но, как только он оказывается в баре со стаканом я в руках, его мозговые клетки немедленно формируют ассоциации, вызывающие ное желание покурить. Эти виды ассоциаций, которые сохраняются долгое время, вызваны процессами долговременного запоминания в нашем мозгу».

Несколько лет назад Уорлей и его сотрудники проводили исследования с лабораторными крысами и обнаружили, что мозг животных во время бодрствования вырабатывает больше белка Arc (впрочем, тут они были не первыми). Нейрофизиологи попытались найти белки, с которыми Arc взаимодействует или на которые он влияет.

Таких оказалось два – динамин и нейрофилин. Оба связаны с транспортом вещества из клетки и в клетку.

«Транспорт химических соединений – это основной процесс жизнедеятельности большинства клеток мозга, – подчеркнул Уорлей. – Воспоминания формируются именно тогда, когда нервные клетки связываются и взаимодействуют с другими нервными клетками. И чем сильнее эти взаимодействия, тем ярче воспоминания».

Когда две нервные клетки контактируют друг с другом, первая выпускает в межклеточное пространство нейромедиатор. Соседняя клетка содержит на своей поверхности белки-рецепторы, которые связываются с высвобожденным веществом. Затем клетка удаляет рецептор со связанным веществом в глубь клеточного пространства. Чем больше рецепторов на поверхности клетки, тем сильнее суммарный сигнал.

Ученые выяснили, что оба белка, с которыми взаимодействует Arc, ают основную роль в процессах удаления рецепторов со связавшимся веществом.

 

Кроме того, похоже, Arc через них контролирует и процессы экспонирования рецепторов на поверхность.

Для проверки своей гипотезы исследователи модифицировали Arc так, что он стал не способен связываться с обоими белками.

 

В итоге клетки не смогли экспонировать на поверхность больше рецепторов, чем у них есть в неактивированном состоянии.

 

Наоборот, добавление большего количества Arc к клеткам вызывало противоположный процесс: клетки гиперактивно поглощали рецепторы со своей поверхности. «Теперь мы знаем, что животные, испытывающие недостаток белка Arc, живут только здесь и сейчас. Они что-то запоминают на короткий период, но завтра им придётся учить все это заново», – сказал Уорлей.

 

Правда, Уорлей добавил, что не стоит думать об инъекциях Arc как о панацее от беспамятства: «К сожалению, излишнее переждение клетки ведет к ее смерти. И, если убрать контроль пережденного состояния, может измениться весь процесс запоминания информации, – отметил учёный.

 

– Мы надеемся, что лучшее понимание процесса формирования воспоминаний откроет путь для полного забывания таких ассоциаций, как, например, привычка курить, сидя в баре».

 

«Газета»