Помощь психолога
Изображение: доктор Чанг Чи Се.

“Молекулярный клей” сохраняет память

Будь то первое посещение зоопарка или первая поездка на велосипеде – воспоминания о детстве сохраняются и во взрослой жизни. Но чем объясняется то, что эти воспоминания сохраняются почти на всю жизнь?

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, которое провела группа ученых из разных стран, раскрыло биологическое объяснение долговременной памяти. Оно основано на открытии роли молекулы KIBRA, которая служит “клеем” для других молекул, тем самым укрепляя формирование памяти.

“Предыдущие попытки понять, как молекулы сохраняют долговременную память, были сосредоточены на индивидуальной активности отдельных молекул”.

“Наше исследование показывает, как они работают вместе, обеспечивая вечное хранение информации”, – объясняет Андре Фентон, профессор неврологии Нью-Йоркского университета.

“Более четкое понимание того, как сохраняются наши воспоминания, поможет в будущем направить усилия на выявление и устранение проблем, связанных с памятью”, – добавляет Тодд Сактор, профессор Научного центра здоровья при Государственном университете Нью-Йорка.

Давно установлено, что нейроны хранят информацию в памяти в виде паттерна сильных и слабых синапсов, который определяет связность и функционирование нейронных сетей. Однако молекулы в синапсах нестабильны, они постоянно перемещаются по нейронам, изнашиваются и заменяются за считанные часы или дни, что поднимает вопрос: как же тогда воспоминания могут оставаться стабильными в течение многих лет или десятилетий?

В исследовании с использованием лабораторных мышей ученые сосредоточились на роли KIBRA, или белка, экспрессируемого почками и мозгом, генетические варианты которого у человека связаны как с хорошей, так и с плохой памятью. Они сосредоточились на взаимодействии KIBRA с другими молекулами, имеющими решающее значение для формирования памяти, в данном случае с протеинкиназой Mzeta (PKMzeta). Этот фермент является наиболее важной молекулой для укрепления нормальных синапсов млекопитающих из известных, но он разрушается через несколько дней.

Их эксперименты показали, что KIBRA является “недостающим звеном” в долговременной памяти, служащим в качестве “постоянной синаптической метки”, или клея, который прикрепляется к сильным синапсам и к PKMzeta, в то же время избегая слабых синапсов.

“Во время формирования памяти синапсы, участвующие в формировании памяти, активируются, и KIBRA избирательно позиционируется в этих синапсах”.

“Затем PKMzeta присоединяется к синаптической метке KIBRA и сохраняет эти синапсы сильными. Это позволяет синапсам прилипать к вновь созданной KIBRA, привлекая еще больше вновь созданных PKMzeta””, – объясняет Сактор, профессор физиологии, фармакологии, анестезиологии и неврологии в Научном центре здоровья.

В частности, их эксперименты, описанные в статье Science Advances, показывают, что разрыв связи KIBRA-PKMzeta стирает старую память.

Предыдущая работа показала, что случайное увеличение PKMzeta в мозге усиливает слабые или угасшие воспоминания, что было загадочным, поскольку должно было привести к обратному эффекту, воздействуя на случайные участки, но постоянное синаптическое мечение KIBRA объясняет, почему дополнительное PKMzeta улучшало память, воздействуя только на участки, помеченные KIBRA.

“Механизм постоянного синаптического мечения впервые объясняет эти результаты, которые имеют клиническое значение для неврологических и психических расстройств памяти”, – отмечает Фентон, который также преподает в Институте нейробиологии Медицинского центра Нью-Йоркского университета.

Авторы статьи отмечают, что исследование подтверждает концепцию, предложенную в 1984 году Фрэнсисом Криком. Сактор и Фентон указывают, что предложенная им гипотеза, объясняющая роль мозга в хранении памяти, несмотря на постоянные клеточные и молекулярные изменения, представляет собой механизм Корабля Тесея, заимствованный из философского рассуждения, основанного на греческой мифологии, в котором старые доски заменяются новыми, чтобы поддерживать Корабль Тесея на плаву в течение многих лет.

“Обнаруженный нами механизм постоянного синаптического мечения аналогичен тому, как старые доски заменяются новыми, чтобы поддерживать Корабль Тесея в рабочем состоянии в течение нескольких поколений”.

“И это позволяет воспоминаниям сохраняться годами, даже если одни белки, поддерживающие память, заменяются другими”, – говорит Сактор.

“Фрэнсис Крик интуитивно разгадал механизм Корабля Тесея и даже предсказал роль протеинкиназы. Но потребовалось 40 лет, чтобы обнаружить, что этими компонентами являются KIBRA и PKMzeta, и разработать механизм их взаимодействия”.

Поделиться ссылкой

Помощь психолога

About Андрей Гаврилов

Психолог, автор и создатель этого сайта

Check Also

Травматическая память отличается от обычной

Новый анализ мозговой активности людей с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР) впервые показал, что травматические воспоминания …

Эмоции и воспоминания, связанные с музыкой

Время течет непрерывным потоком, однако наши воспоминания разделены на отдельные эпизоды, каждый из которых становится …