Японские нейробиологи раскрыли механизм хранения памяти, который работает даже в экстремальном состоянии. Эксперимент с искусственной спячкой у мышей показал, что мозг сохраняет воспоминания не за счет прочности отдельных связей, а благодаря особым кластерам синапсов — именно они выдерживают сильное снижение активности.
Грызунов погружали в искусственную гибернацию. Это резко снижало метаболическую и нейронную активность и позволяло проследить, какие элементы энграмм — физических следов памяти — выдерживают замедление работы мозга.
Для анализа структуры синапсов применили метод CLEM — коррелятивную световую и электронную микроскопию. Технология позволяет сначала выделить нужные участки с помощью флуоресцентных меток, а затем рассмотреть их на ультраструктурном уровне. Именно благодаря CLEM удалось детально изучить энграммы и выявить устойчивые паттерны.
Результаты оказались неожиданными. Во время спячки исчезало больше половины синапсов в гиппокампе, а частота возбуждения нейронов падала примерно на 70%. При этом память животных не только сохранялась, но в отдельных случаях даже улучшалась. Ключевым наблюдением стало то, что исчезали преимущественно одиночные синапсы, а устойчивыми оставались плотные кластеры на энграм‑нейронах. Размер дендритных шипиков, который раньше считали важным показателем прочности памяти, не влиял на выживаемость связей.
Это говорит о том, что для долговременной памяти важны только определенные группы синапсов, а остальные могут быть необязательными. Интересно, что размер дендритных шипиков, который, как было показано, увеличивается при первичном кодировании памяти, похоже, не играет роли в сохранении памяти
После пробуждения около 80% утраченных синапсов восстанавливались на прежних местах — это указывает на наличие у мозга своеобразной «карты» связей. По словам авторов, результат противоречит прежним представлениям о том, что все энграммные синапсы одинаково необходимы для хранения воспоминаний.
Исследование меняет понимание механизмов памяти и расширяет возможности нейробиологии. Метод CLEM становится важным инструментом для изучения ультраструктурных основ памяти, а искусственная гибернация помогает понять, как мозг защищает ключевые паттерны и как разные воспоминания взаимодействуют между собой. Поскольку нейронная сеть, управляющая гибернацией, схожа у разных млекопитающих, эти данные могут оказаться значимыми и для понимания работы человеческого мозга.
Ранее Наука Mail рассказывала, что контактные виды спорта оказались опасными для мозга.