Стертые воспоминания: О чем забыла улитка?
«Думаю, однажды мы сможем стирать память, чтобы избавиться от последствий психологической травмы», — не без осторожности говорит американский профессор Дэвид Гланцман (David Glanzman), под руководством которого и проделана недавно эта интересная работа. В публикации они сообщают об успешном уничтожении (или, по крайней мере, существенном ослаблении) долговременной памяти у морских улиток Aplysia, а также у отдельных ее нейронов.
Достичь этого удалось, подавляя активность специфического фермента, протеинкиназы (ферменты эти проводят фосфорилирование белков, тем самым меняя их пространственную структуру и активность), точнее говоря — протеинкиназы М-зета (ПКМ), важная роль которой в работе механизмов памяти была установлена несколько лет назад (мы писали об этом в заметке «Мозг-RW»).
«Показано, что практически все процессы, связанные с работой памяти у улиток, равным образом работают и в мозгу млекопитающих», — комментирует Гланцман, добавляя, впрочем, что «человеческий мозг в этом смысле слишком сложен для прямых исследований». Нервная же система улиток довольно проста, и притом обеспечивает этих животных элементарными формами научения и памяти.
В данном случае речь шла о таком простом механизме, как сенсибилизация, которая может проявляться, к примеру, в том, что если улитка атакована хищником, чувствительность ее к внешним стимулам резко возрастает. В случае с улиткой все довольно просто уже потому, что сегодня ученые знают, какие именно нейроны задействованы в этой реакции, и где они расположены. Эти-то нейроны они удалили из нервной системы и поместили в питательную среду, в чашке Петри воспроизведя простейшую «микросхему» из нескольких нервных клеток. Реакции успешно подавлялись как в живой улитке, так и в этой несложной цепи, включавшей лишь один синапс.
Ученые стимулировали улитку, подавая на ее хвост небольшое, но неприятное для нее напряжение. Легко себе представить, что если затем просто коснуться ее, улитка рефлекторно «вздрагивает» — такая реакция длится около 50 секунд. Подобное наблюдается даже спустя неделю после испытания, хотя и несколько короче, тогда как у улиток, не прошедших испытание, реакция длится не долее 1−2 секунд. Именно так проявляется нехитрая долговременная память улиток. Однако если ввести улитке ингибитор, подавляющий активность ПКМ, уже спустя сутки реакция возвращается к обычной. Память о пережитом буквально растворяется.
Интересно, что молекула ПКМ несколько отличается от других протеинкиназ, имеющих в своей структуре каталитический домен, ответственный за проведение реакции, и регуляторный, на который воздействуют определенные сигнальные вещества, приводящие к «включению» или «выключению» фермента. ПКМ имеет лишь каталитический домен — а это означает, что «выключить» ее не так-то просто. «Начав активную работу для поддержки работы памяти, ПКМ продолжает ее до момента распада», — говорит Дэвид Гланцман. Впрочем, как именно она это делает, остается неизвестным.
Скорее всего, память связана с изменениями в мозговых синапсах, связей между нейронами, одни из которых усиливаются, другие же ослабевают. При работе долговременной памяти появляются новые синапсы между чувствительными и моторными нейронами. Возможно, ПКМ участвует именно в этих процессах, хотя и неясно, как именно. Так что теперь ученые намерены проверить, не будет ли подавление активности ПКМ приводить просто к распаду образованных синапсов.
По пресс-релизу UCLA