Поразительно! Исследование: каждое новое воспоминание наносит ущерб клеткам мозга

Западные ученые рассказали, что процесс долговременного запоминания чего-либо обходится дорого – в частности, «повреждением ДНК нервных клеток», поскольку воспоминания «сливаются» с нейронами для сохранения. Вот как это устроено!
Поразительно! Исследование: каждое новое воспоминание наносит ущерб клеткам мозга
Unsplash

Международная группа ученых предположила, что формирование памяти мало чем отличается от, как ни странно, приготовления омлета. Так, необходимо тщательное разрушение, прежде чем сможет сформироваться «новый образец» памяти, — как и для омлета нужно разбить яйца. Судя по тестам на мышах, «разрушение воспоминаний» происходит внутри гиппокампа, — части мозга, которая, как известно, является основным хранилищем воспоминаний и имеет решающее значение в процессе запоминания. Однако есть интересные особенности.

«Повреждение ("воспаление") нейронов головного мозга обычно считается плохим явлением, поскольку оно может привести к неврологическим проблемам, таким как болезни Альцгеймера и Паркинсона»
Елена Радулович нейробиолог из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке
Фрагменты, высвобождающиеся из ядер клеток мозга во время обучения. ДНК (белая точка в центре), структурные белки (фиолетовый) и белки, контролирующие экспрессию генов (красный и зеленый) /
Фрагменты, высвобождающиеся из ядер клеток мозга во время обучения. ДНК (белая точка в центре), структурные белки (фиолетовый) и белки, контролирующие экспрессию генов (красный и зеленый) /
The Radulovic Lab
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Как работает память

  • «Наши результаты показывают, что воспаление в определенных нейронах в области гиппокампа мозга имеет важное значение для создания долговременных воспоминаний», — пишут западные ученые.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
  1. Исследователи вызвали эпизодическую память у мышей с помощью кратких, легких ударов электрическим током.
  2. Тщательный анализ нейронов гиппокампа выявил активацию генов пути Toll-подобного рецептора 9 (TLR9), важного для передачи воспалительных сигналов.
  3. Более того, этот путь активировался только в кластерах нейронов, что также выявило повреждение ДНК.

Хотя разрывы ДНК в мозге случаются часто, обычно они очень быстро восстанавливаются. Однако обнаруженные изменения казались более значительными: биологические процессы, обычно связанные с делением клеток, по-видимому, используются для организации нейронов в кластеры, формирующие память.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
  • Механизмы «воспалительного редактирования» у мышей продлились неделю, после чего нейроны, хранящие память, оказались более устойчивыми к внешним воздействиям, — объясняют эксперты.
  • Это говорит о том, что воспоминания затем навсегда закрепляются и защищаются от внешнего вмешательства.

Новые воспоминания могут приводить к изменениям синаптической пластичности мозга, что может быть как полезным, так и негативным аспектом. Исследования показывают, что интенсивные и длительные опыты обучения или эмоциональные травмы могут вызывать избыточную активацию и десинхронизацию синаптических связей, что в конечном итоге может привести к ухудшению функционирования мозга.

 

(Этот процесс описан в статье «Synaptic plasticity, neural circuits, and the emerging role of altered short-term information processing in schizophrenia» (2012) в журнале «Schizophrenia Research»)

Unsplash
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Новые воспоминания и вред для мозга

Как и подопытных мышей, вероятно, нечто подобное происходит и в человеческом мозге.

  • «Это примечательно, потому что мы постоянно наводнены информацией, — а нейронам, которые кодируют воспоминания, необходимо сохранять уже полученную информацию и не отвлекаться на новые входные данные», — говорит Елена Радулович.
  1. Ученые отметили: когда у мышей заблокировали тот же воспалительный путь TLR9, их больше нельзя было научить запоминать удары электрическим током.
  2. Отсутствие TLR9 также привело к более серьезным повреждениям ДНК, мало чем отличающимся от тех, которые наблюдаются при нейродегенеративных заболеваниях.
  3. Блокирование пути TLR9 однажды было предложено для лечения или предотвращения долгосрочного COVID-19, — правда, теперь предполагается, что идею стоит переосмыслить.
  • «Деление клеток и иммунный ответ хорошо сохранились у животных на протяжении миллионов лет, что позволяет жизни продолжаться, одновременно обеспечивая защиту от чужеродных патогенов», — заключает Радулович.
  • «Вполне вероятно, что в ходе эволюции нейроны гиппокампа переняли этот иммунный механизм памяти, объединив путь TLR9, чувствительный к ДНК, с функцией центросомы восстановления ДНК для формирования воспоминаний без перехода к делению клеток».