Мозг хранит временные записи перед созданием пожизненных воспоминаний

В недавней работе ученые выяснили, как мозг хранит временные молекулярные записи о переходных процессах. Открытие не только помогают объяснить, как мозг преодолевает разрыв между опытом и памятью. Это также позволяет нам считывать краткосрочные записи мозга, повышая вероятность того, что мы когда-нибудь сможем оценить прошлый опыт человека или, по крайней мере, лабораторной мыши — то, что они видели, думали, чувствовали — просто посмотрев на молекулы в их мозге.

Опыт электрификации

Чтобы выяснить, как мозг отслеживает опыт животного, ученые начали с вопроса, как мозг регистрирует свою электрическую активность. Каждый ваш опыт, от общения с другом до пахнущей картошки фри, соответствует своему уникальному образцу электрической активности в нервной системе и мозге. Эти модели активности определяются тем, какие нейроны активны и каким образом они активны. Способ, которым активен нейрон, с другой стороны, включает в себя бесконечное количество вариаций. Нейронная активность состоит из импульсов электричества. Электрическая активность может варьироваться по продолжительности, отдельными скачками или постоянно.

В экспериментах ученые не могли проверить все возможные схемы электрической активности, поэтому сосредоточились только на том, как нейроны регистрируют, как долго они активны. Ученые предсказывали, что они будут вести эти записи. Все клетки в вашем теле имеют почти одинаковые гены, закодированные в их ДНК. Но разные гены включаются в зависимости от типа клетки и того, с чем она сталкивается в своей жизни. Какие гены активируются в конкретной клетке, это то, что отличает ее от других клеток.

В течение 30 лет исследователи знали, что нейроны включают определенные гены, когда они электрически активны. "Молекулярный ксерокс" создает множество копий гена в виде новых молекул. Эти новые молекулы состоят не из ДНК, а тесно связаны между собой РНК. Эти молекулы РНК остаются в клетке от нескольких часов до нескольких дней и служат для записи того, какие нейроны были активны.

В экспериментах ученые активировали нейроны мыши, растущие в чашке, подвергая их воздействию химического вещества, которое их включало. Пока химическое вещество было там, нейроны были активны, что позволяло держать их включенными в течение различных промежутков времени. Они обнаружили, что действительно нейроны в чашке, которые активируются в течение различных отрезков времени, включают разные гены. И этот генетический учет неожиданно прост: чем длиннее нейроны, тем больше генов они включают.

Работа ученых только объясняет, как нейроны отслеживают, как долго они были активны, но вероятно, что нейроны могут хорошо отслеживать все аспекты их деятельности одинаково. Мозг читает свои временные записи, чтобы создать долговременные воспоминания. Когда ваш мозг хранит память об опыте, он физически меняет связи между нейронами, которые активировал этот опыт. Эти изменения могут длиться всю жизнь — как, например, свадебные воспоминания.

Фото: obozrevatel.com