Ідентифікатори дослідження миші, як мозок пов’язує спогади з часом

За допомогою мініатюрного мікроскопа неврологи з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (UCLA) виявили на мишах, як мозок пов’язує різні спогади з часом.

І хоча старіння послаблює ці зв’язки, дослідники кажуть, що вони розробили спосіб для мозку середнього віку відновити окремі спогади.

Висновки, опубліковані в Природа, на думку дослідників, пропонують можливе втручання для людей, які страждають на вікові проблеми з пам’яттю.

"До цих пір нейрологи зосереджувались на тому, як мозок створює і зберігає одиничні спогади", - сказав головний дослідник доктор Альчіно Сільва, професор нейробіології Медичної школи Девіда Геффена при UCLA. "Ми хотіли дослідити, як мозок пов'язує два спогади і чи впливає проміжок часу на міцність зв'язку".

"У реальному світі спогади не трапляються ізольовано", - додала перший автор доктор Деніз Кай, дослідник у лабораторії Сільви. "Наш минулий досвід впливає на створення нових спогадів і допомагає нам передбачити, чого чекати, і приймати обґрунтовані рішення в майбутньому".

У своєму експерименті неврологи перевірили на мишах молодого та середнього віку, чи пов’язує мозок спогади про переживання, розділені на п’ять годин проти семи днів.

Для цього вони використали мініатюрний мікроскоп, який називається Мініскоп, який був розроблений нейрологами UCLA докторами медицини. Пейман Голшані, Балджіт Хах та Сільва за фінансування президентської ініціативи BRAIN та школи Геффен.

Потужна камера мікроскопа дозволила вченим заглянути в мозок молодих мишей і спостерігати за їх клітинами в дії. Крихітний, встановлений на голові мікроскоп, висвітлював нейрони, які стріляли, коли миші вільно рухались у своєму природному середовищі.

На 10 хвилин за раз кожну мишку поміщали у три коробки, усі унікальні з точки зору аромату, форми, освітлення та підлоги. Розміщення за тиждень у першому та другому ящиках. Лише п’ять годин розділяли час, проведений у другій та третій коробках, де миша пізніше отримала невеликий удар по стопі.

Через два дні дослідники повернули кожну мишку у всі три коробки. Як і слід було очікувати, миші застигли від страху, коли впізнали внутрішню частину третьої коробки.

Однак те, що сталося далі, стало несподіванкою, на думку дослідників.

"Миша також завмерла у другій коробці, де шоку не сталося", - зауважила Сільва. "Це свідчить про те, що миша перенесла свою пам'ять про поштовх у третій коробці на свій досвід у другій коробці п'ятьма годинами раніше".

Коли Сільва та Кай досліджували мозок мишей, нервова активність підтвердила їх гіпотезу.

"Ті самі клітини мозку, які зафіксували удар миші у третьому ящику, також закодували його пам'ять про другий ящик кількома годинами раніше", - сказав Цай. "Ми побачили на 20 відсотків більше збігів у нейронних ланцюгах, які фіксували переживання тварини у спогадах, які розгорталися ближче у часі".

"Спогади стали взаємопов'язані між собою тим, як їх кодувало і зберігало мозок, так що відкликання однієї пам'яті спричинило відкликання іншої пам'яті, пов'язаної в часі", - пояснив далі Сільва.

На основі попередньої знахідки Сільви, дослідницька група знала, що клітина, швидше за все, кодує пам’ять, коли вона збуджена і готова до пожежі. Неврологи називають цей стан збудливістю.

"Розбудливий мозок вже розігрітий", - сказала Сільва. "Це як розтягування м’язів перед вправою або обертання двигуна автомобіля перед тим, як їздити".

Підозрюючи, що старіння послаблює здатність нейронів до повного збудження, дослідники провели подібний експеримент на мишах середнього віку. Вони ввели кожну з мишей у дві коробки з інтервалом у п’ять годин і зробили удар стопи у другій коробці.

Коли через два дні вони повернули тварин до ящиків, результати були чіткими.

"Старші миші замерзли лише в коробці, де вони отримали шок", - сказав Цай. "Вони не відреагували в першій скриньці".

Використання Мініскопів підтвердило, що мозок старших мишей не пов’язував ці два спогади. Кожна пам'ять була закодована у власному нейронному ланцюзі.

Далі команда зосередилася на підвищенні здатності старших мишей зв’язувати спогади. Цай використовував біологічний інструмент для збудження нейронів у частині гіпокампу - центрі пам'яті мозку - перед тим, як ввести мишей у перший ящик.

Вона стимулювала ті самі клітини, перш ніж розміщувати мишей у першій та другій коробці, де через два дні вони отримали удар ноги.

"Доказ пудингу надійшов, коли ми знову ввели мишей середнього віку в першу коробку", - сказала Сільва.“Тварини завмерли - тепер вони пов’язали шок, що стався у другій коробці, з першою. Це говорить про те, що підвищена збудливість змінила їх вікову нездатність пов’язувати спогади ».

Цай та Сільва повідомляють, що зараз вони перевіряють вплив препарату, затвердженого FDA, на здатність мишей середнього віку з'єднувати спогади.

Джерело: Каліфорнійський університет, Лос-Анджелес