Як спогади зв'язуються один з одним

За зв'язність спогадів в мозку відповідають особливі нейрони, які можна назвати хранителями інформаційного контексту.

Буває так, що якесь явище, або слово, або предмет викликають в нас цілу лавину спогадів. Наприклад, побачивши блискавку, ми згадуємо відпустку позаминулого літа, коли було багато гроз; або ж ми занурюємося в спогади про дитинство, дізнавшись знайомий запах випічки.

Гіпокамп миші і його енграммние клітини (пофарбовані зеленим). (Фото Dheeraj Roy / MIT)

<

>

Так відбувається тому, що пам'ять зберігає не просто якась подія, а й його контекст - ми не просто їли бабусин пиріг, ми їли його в будинку, а будинок був в селі, а в селі жили ще якісь наші знайомі і т . д. якщо б наш мозок не запам'ятовував контекст, якби пам'ять була просто окремо взяті одиниці інформації, нам би жилося набагато важче, навіть просто в побутовому сенсі.

У статті в Neuron Тонеґава Сусуму (Susumu Tonegawa) і його колеги з Массачусетського технологічного інституту пишуть про те, що зв'язок спогадів забезпечують так звані енграммние нейрони. Тонегава - нобелівський лауреат за відкриття в області імунології, що став видатним сучасним нейробіологом. Одне з найбільших досягнень його лабораторії - відкриття енграммних клітин в центрі пам'яті гіпокампі.

Під енграма розуміють слід, залишений подразником; якщо говорити про нейронах, то повторюється сигнал - звук, запах, якась обстановка і т. д. - повинні провокувати в них якісь фізичні та біохімічні зміни. Якщо стимул потім повториться, то «слід» активується, і клітини, в яких він є, викличуть з пам'яті все спогад цілком. Іншими словами, у нас енграммние ( «ключові») нейрони відповідають за доступ до записаної інформації, а щоб самі вони заробили, на них повинен подіяти ключовий сигнал; очевидно, що самі такі клітини повинні вміти якось зберігати в собі інформацію про ті чи інші стимули.

про енграммние клітини ми неодноразово писали . У нових експериментах Тонегава і його співробітники виявили нові особливості в роботі енграммних нейронів. Коли піддослідні миші повторно потрапляли в запам'яталася їм обстановку, енграммние клітини через п'ять хвилин ставали збуджується: протягом години вони активніше відгукувалися на різні стимули; пізніше, через дві години, клітини заспокоювалися і реагували на стимули, як зазвичай. Дослідникам вдалося з'ясувати, що збудливість нейронів підвищується завдяки тому, що в мембранах нейронів тимчасово стає менше особливих іонних каналів, які пропускають калій - перерозподіляючи позитивні іони калію між зовнішньою і внутрішньою стороною клітинної мембрани, ці канали роблять клітку менш збудливою.

Щоб показати, як підвищена збудливість енграммних клітин впливає на пам'ять, автори роботи поставили з мишами два експерименти, в яких миші повинні були згадати щось з минулого досвіду. Але спогади у них будили різним манером, в одному випадку це була пам'ять розрізняє (спогади повинні були допомогти відрізнити одне від іншого), а в іншому - пам'ять доповнює (мозок повинен був доповнити спогадами то, що побачив).

У першому випадку миші в певному оточенні кілька разів отримували м'який удар струмом, так що вони повинні були запам'ятати це оточення як небезпечне. На наступний день деяких мишей знову садили в ту ж обстановку - і енграммние клітини у них демонстрували тимчасову підвищену збудливість. Потім деяких з них через п'ять хвилин садили в іншу клітку, де щось було новим, а щось було схоже на колишню, неприємну клітку, де їх вчора били струмом і яку їм довелося згадати буквально п'ять хвилин тому. Деяких же теж саджали в «змішану» клітку, але тільки через три години після нагадування про вчорашній. До того ж до цих була ще третя група мишей, яким після «електричного» навчання нічого не давали згадати, а відразу садили в змішану клітку.

В результати миші з третьої групи, яким заново ні про що не нагадували, в змішаній клітці демонстрували стрес, завмираючи на місці, як роблять гризуни, відчувши небезпеку. Точно так же завмирали на місці ті, яким нагадували про першу клітку, але в змішану клітку садили через три години після нагадування. І ті, і інші бачили в цій змішаній клітці окремі ознаки вчорашніх неприємностей, і лякалися.

Навпаки, ті миші, яким нагадували електричну клітку і всього через п'ять хвилин садили в змішану клітку, нічого не лякалися. Енграммние клітини, як ми говорили, реагують на знайомі обставини, через п'ять хвилин стаючи збуджується і зберігаючи підвищену збудливість на годину. Саме вони допомагали мишам зрозуміти, що хоча в новій обстановці є елементи електричної клітини (в якій вони сиділи п'ять хвилин назад), це все ж не те ж саме, і тому боятися нічого.

В іншому експерименті, на що доповнює пам'ять, мишам давали десять хвилин, щоб обстежити навколишнє оточення; струмом їх поки що не били. На наступний день їх повертали в ту ж обстановку і давали м'який електричний удар. Частина гризунів тут же з цієї клітки забирали, а інших залишали ще на три хвилини, щоб вони її згадали трохи краще. Потім їх усіх з клітки забирали, після чого деяких через п'ять хвилин садили в неї ж - і знову били струмом, а частина садили - через три години, знову для удару струмом. Знаючи, як поводяться енграммние клітини, можна припустити, що ті тварини, які отримували повторний удар через п'ять хвилин, запам'ятовували клітку як неприємне місце: активоване через п'ять хвилин енграммние нейрони запам'ятовували контекст, і в цей контекст входив електричний удар.

Через три дні всіх мишей знову садили в ту ж клітку. Ті, які отримували всього один удар струмом, цього разу майже не завмирали на місці - одного удару було недостатньо, щоб сформувати гарне враження. Точно так же майже не боялися і ті, які отримували другий удар, але отримували його через три години - їх енграммние клітини встигали заспокоїтися. А ось ті, яких вдруге били струмом через п'ять хвилин, впадали в заціпеніння - тобто вони запам'ятовували минулі неприємності дуже добре, незважаючи на те, що удар струмом вони відчували всього два рази.

В обох експериментах важливо те, що спочатку мишей поміщали в знайомий контекст, щоб розгойдати енграммние клітини. Стаючи збуджується, вони допомагали запам'ятати нові події, які відбувалися з мишами. Тобто енграммние нейрони можна з певною часткою умовності назвати хранителями контексту, які забезпечують зв'язність спогадів. І тут, звичайно важко втриматися від спокуси позначати про той час, коли згасаючі спогади можна буде воскрешати, стимулюючи в мозку цих самих «зберігачів контексту», що зв'язують воєдино найрізноманітніші події нашого життя.