Исследовать
МЭмори вплетается в наш язык через бесчисленные идиомы. Вы можете очистить его, подтолкнуть или запечатлеть в своей памяти. Вы можете прогуляться по переулкам памяти или потерять ход мыслей, запечатлеть момент в мысленной картинке или просто выпустить что-то из головы. У некоторых из нас память как решето, в то время как другие, как говорят, помнят как слон или имеют разум как стальной капкан.
У нас так много языка для описания памяти — многие из них противоречивы — потому что то, что и как мы помним, так важно для нашей идентичности и самоощущения. Наши воспоминания связывают нас с нашим прошлым и влияют на то, как мы движемся вперед. Тем не менее, наш опыт памяти совсем не последователен; иногда он кажется острым и ярким, а иногда — смутным или ненадежным.
Теперь группа исследователей под руководством Флавио Донато, нейробиолога из Базельского университета, обнаружила сложную систему параллельного хранения памяти в мозге мыши, которая может помочь объяснить, как наши воспоминания остаются стабильными и адаптируемыми с течением времени. Их выводы, опубликованные в Наукапредполагают, что воспоминания сохраняются в виде множественных следов — или паттернов нейронной активности — каждый из которых находится в отдельной популяции нейронов и имеет свою собственную траекторию и цель.
Эти отдельные группы нейронов формируются на разных стадиях развития мозга и находятся в гиппокампе — структуре в форме морского конька, заложенной глубоко в височной доле, которая играет важную роль в обработке памяти. Один набор появляется на ранней стадии эмбрионального развития и отвечает за стабильность долговременных воспоминаний. Исследователи называют их «ранними» нейронами, и они необходимы для извлечения памяти при более длительных задержках. Нейроны, которые появляются на более поздней стадии эмбрионального развития, которые они называют «поздними», в основном используются для извлечения памяти в течение короткого промежутка времени сразу после события. Третий набор, который возникает на промежуточной стадии эмбрионального развития, используется для припоминания памяти как в недавних, так и в отдаленных временных точках и может помочь обеспечить своего рода непрерывность воспоминаний. Являются ли эти популяции нейронов всего тремя из многих или существуют по своего рода градиенту, пока не ясно.
«Меня всегда завораживали воспоминания», — говорит Донато. «Как этот тип знаний позволяет нам строить наши ожидания относительно будущего, определять наше поведение». Донато говорит, что увлекся исследованиями памяти после прочтения работы английского философа и врача 17-го века Джона Локка и пришел к выводу, что воспоминания формируют суть того, кем мы являемся.
Одно и то же воспоминание сохраняется в виде нескольких следов, каждый из которых находится в разной популяции нейронов.
В своем исследовании Донато и его коллеги обнаружили, что то, к какой копии осуществляется доступ при воспоминании, частично определяет, насколько легко можно изменить или использовать эту память для формирования новых ассоциаций. Воспоминание о событии вскоре после того, как оно произошло, обычно опирается на те нейроны, которые появляются поздно в развитии, которые хранят более пластичный след воспоминания — это означает, что по мере того, как мы его вспоминаем, мы можем накладывать на этот след воспоминания ассоциации со связанными событиями и идеями, а также другую новую информацию. Например, вы можете научиться связывать свое первое воспоминание о комнате с более недавними событиями в этой комнате, такими как неприятный запах или болезненная авария. Различные популяции нейронов позволяют нам сохранять фундаментальные аспекты памяти в течение длительного времени, а также позволяют нам адаптировать и включать новую или связанную информацию, которую мы узнали о мире.
«С одной стороны, воспоминания — это вещи, которые, как мы считаем, очень кристаллизованы — мы ссылаемся на идею создания мысленной картины», — объясняет Донато. «Но на самом деле исследования показали, что это больше, чем фотография, это как картина, которая меняется со временем. Каждый раз, когда вы смотрите на нее, она немного другая».
Используя воспоминания о страхе у мышей в качестве модели, исследователи пометили нейроны, чтобы наблюдать их активацию при формировании памяти. Они обнаружили, что у ранних и поздних нейронов была противоположная динамика. Поздние нейроны были сильно активированы, когда вспоминались недавние воспоминания, но эта активность вскоре затухала, в то время как активность ранних нейронов нарастала с течением времени. Авторы измеряли уровень активности нейронов в основном путем отслеживания кальциевых переходов или кратковременных повышений концентрации кальция внутри клеток, которые указывают на активацию нейронов. Отслеживание активности в различных популяциях нейронов показало, что ранние нейроны были относительно жесткими в своем поведении, показывая стабильные и последовательные паттерны активности, которые существенно не менялись в ответ на внешние события. Поздние нейроны были более пластичными: их паттерны активности и связи друг с другом колебались, когда мыши узнавали что-то новое, что было связано с определенным воспоминанием.
Исследователи также провели ряд поведенческих экспериментов с мышами, создавая ассоциации между контролируемой в лаборатории средой и умеренно неприятным стимулом и проверяя, насколько хорошо мыши помнили неприятный опыт через свои последующие реакции на окружающую среду. Когда они искусственно стимулировали поздно родившиеся нейроны, исследователи смогли продлить период пластичности памяти, позволяя памяти обновляться или изменяться новым опытом. И наоборот, когда они подавляли активность этих поздно родившихся нейронов вскоре после опыта, память становилась менее гибкой и более устойчивой к изменениям.
«Это привело нас к выводу, что не только активация этой субпопуляции пластичных нейронов действительно коррелирует с пластичностью памяти, но и мы могли бы расширить эту пластичность, если бы могли заставить этот нейрон включиться в след памяти», — говорит Донато. Они также обнаружили, что активация поздно родившихся нейронов вскоре после события была необходима для долговременной сохранности памяти.
Будущие исследования могут привести к потенциальным терапевтическим применениям, например, при лечении травм или ПТСР путем восстановления пластичности воспоминаний, когда эти воспоминания становятся фиксированными и всепроникающими. Ученые также могут попытаться сделать воспоминание более жестким и фиксированным, если оно слишком пластично, говорит Донато.
Полученные результаты помогают объяснить, как наши воспоминания уравновешивают старое и новое и как наши истории о себе вплетены в нашу нейробиологию. 
Главное изображение: N Universe / Shutterstock
Подпишитесь на рассылку Nautilus
Передовая наука, разработанная самыми яркими мыслителями современности.