Наш мозок не зберігає спогади у конкретних ділянках кори головного мозку – для кожного спогаду він створює мережу, що проходить через всю його поверхню. При запам’ятовуванні й пригадуванні активуються нейрони і в середньому мозку, і в стовбурі головного мозку – тобто в ділянках, які раніше не вважали причетними до спогадів.
Коли миша звертається до пам'яті, нейрони у формі мереж спалахують по всьому її мозку: активні нейрони в мозку миші при запам'ятовуванні (зверху) і пригадуванні (знизу). Зображення:Tonegawa Lab/ Picower Institute MIT.
Згідно з поширеною парадигмою, спогади виникають у певних мозкових клітинах, розташованих у конкретних ділянках в результаті біохімічних змін. При цьому гіпокамп, вважають, виконує центральну роль, контролюючи запам’ятовування й пригадування в корі головного мозку. Що сильніше при цьому сполучення між “центром” та місцями збереження спогадів, то краще ми можемо пригадати певну інформацію.
Проте які ділянки потрібні для спогадів? Чи завжди інформацію представляють мережеві нейрони визначеної мозкової ділянки? Це питання дослідили Дхерай Рой (Dheeraj Roy) з Массачусетського технологічного інституту та його колеги. Поштовхом до розвідки стала теорія німецького зоолога Ріхарда Земона ще з початку ХХ століття: теорія про існування енграми пам’яті – мережі спогадів, розподіленої по всьому мозку.
У дослідженні вчені флюоресцентним маркером позначили нейрони 247 різних мозкових ділянок своїх піддослідних мишей. Вони спалахували, коли ген, відповідальний за збереження інформації або її пригадування, активувався в мозковій клітині цієї дялянки. Врешті науковці піддали мишей стимуляції, змушуючи їх творити нові спогади: тварин поміщали зі звичної клітки до контейнера, в якому їх піддавали слабким ударам струму – неприємному досвіду, котрий все ж запам’ятовується.
Виявляється, що крім нейронів у гіпокампі, а також у відповідальних за страх мигдалеподібному тілі й корі головного мозку, в мисленнєвому органі підсвічувалися й інші ділянки. “Крім ділянок, які раніше вважали головними для навчання та пам’яті, при творенні спогадів спалахували й структури у середньому мозку і в ядрах мозкового стовбура”, – повідомив Рой та його колеги.
Схема активності – тобто енграма, – тягнулася практично через весь мозок миші. Навіть один спогад охоплював значно більше, ніж локальну мережу: “Картування енграми конкретного спогаду підтверджує, що зміст пам’яті зосереджується не в одній ділянці, а в ланцюгу енграмних пучків, розподілених у багатьох мозкових регіонах”, – написали вчені.
Крім того, коли Рой і його команда спеціально активували певні нейрони в мережі спогадів своїх мишей, то спалахували й інші частини енграми. “Так вдалося відтворити принаймні одну частину схеми, що активується під час природного пригадування”, – сказали вчені. І цьому відповідала поведінка тварин: вони поводилися такою ж мірою лякливо, як і за природного пригадування травматичних спогадів, наприклад при повторному переміщенні до контейнера, під’єднаного до електрошоку.
“Це підтверджує припущення, що успішно реактивований пучок пам’яті був визначальним компонентом для успішного пригадування”, – констатували науковці. Що більша частина цієї мережі активується під час пригадування, то сильніші й чіткіші наші спогади, засвідчують тести. “Поєднання кількох енграм в таку мережу може посприяти ефективнішому запам’ятовуванню та пригадуванню” – припускає Рой.
На думку вчених, отримані свідчення підтверджують теорію Ріхарда Земона, але також можуть посприяти сучасній неврології – наприклад, при виявленні, звідки беруться провали пам’яті і як їх лікувати. “Якщо розлади пам'яті зумовлені неправильною роботою гіпокампа або кори головного мозку, тоді, гіпотетично, могло б допомогти стимулювання інших ділянок, залучених до енграми спогадів.”, – сказав Рой.
Науковці також створили рейтинг зі 117 мозкових ділянок, залучених до енграми пам’яті у мишей. “Надалі його можуть використати науковці, щоб краще візуалізувати пучки енграмних клітин і їхній функціональний взаємозв’язок”, – сказала команда.
Nadja Podbregar
Erinnerungen sind hirnweite Netzwerke
Massachusetts Institute of Technology (MIT), 4.05.2022,
Nature Communications, 2022;
doi: 10.1038/s41467-022-29384-4)
Зреферувала С.К.
27.06.2022