Исследователи из Парижского университета наук и культуры, Детской исследовательской больницы Святого Иуды и Принстонского университета провели масштабное исследование о том, как группы нейронов в области СА1 гиппокампа (одном из ключевых участков мозга) участвуют в формировании воспоминаний. Результаты опубликованы в Nature Neuroscience.
Ключевой вопрос, который интересовал ученых: как именно мозг кодирует опыт и сохраняет его в памяти? Долгое время память рассматривали как статичный «снимок», но на деле процесс гораздо сложнее и динамичнее.
Во многих работах было доказано существование энграмм – особых нейронов, в которых хранятся воспоминания, – но в них память часть рассматривалась, как статичный снимок, не способный передать динамичную природу реального опыта. На самом деле, когда мы переживаем какой-то опыт, происходит бесчисленное множество нейронных процессов, но наш мозг действует как фильтр, отбирая только самую важную информацию.
Для изучения процесса ученые применили метод FLiCRE, разработанный в Принстонском университете. Он позволяет помечать нейроны, активные в конкретный момент времени. Дополнительно использовалась кальциевая визуализация — она дает возможность наблюдать за активностью нейронов в реальном времени у свободно передвигающихся мышей.
В экспериментах животных обучали связывать определенный стимул с неприятным исходом — это называется ассоциативным обучением страху. С помощью оптогенетической активации и ингибирования исследователи проверяли, какие популяции нейронов играют роль в воспроизведении воспоминаний.
Результаты показали, что на разных этапах обучения активизируются разные группы нейронов в поле СА1. При этом лишь некоторые из них формируют энграммы и запускают активацию воспоминаний, связанных со страхом. Другие нейроны, даже при искусственной активации, не вызывают воспоминаний — значит, их вклад не критичен для создания энграммы.
Эти данные важны для понимания механизмов тревожных расстройств и посттравматических стрессовых расстройств (ПТСР), где формируются бесполезные ассоциации между стимулами и травмирующими событиями. В будущем команда планирует изучить, как нейронные ансамбли меняются со временем и есть ли у ключевых нейронов особые молекулярные характеристики.
Ранее Наука Mail рассказывала, что протезы начали «понимать» команды мозга через нервные сигналы.
