Ученые выяснили, как мозг запоминает и забывает информацию

Группа ученых из Центра медицинских исследований Scripps Research впервые продемонстрировала физиологический механизм, с помощью которого формируется память. Исследователи, проводя эксперименты на плодовых мушках (drosophila), рассматривали изменения синаптической пластичности, которые происходят при запоминании и забывании, обнаружив, что этим процессом управляет один дофаминовый нейрон. Результаты работы опубликованы в журнале Cell Reports.

«Мы считаем, что эта система создана для устранения воспоминаний, которые не представляют ценности, а потому хранить ее на протяжении долгого времени необязательно. На мой взгляд, тот факт, что за процесс отвечает один и тот же нейрон, довольно элегантен. В нашей статье мы подробно описали, как это происходит», — рассказывает сотрудник отдела неврологии кампуса Scripps Research во Флориде и первый автор исследования Джейкоб Берри (Jacob Berry).

Чтобы исследовать память мушки, насекомых путем дрессировок заставили ассоциировать определенный запах с разрядом электрического тока. Мухи запомнили этот запах и начали его избегать. Отслеживая активность нейронов в головном мозге до и после процесса «обучения», ученые могут понять физиологические основы формирования памяти.

В своих предыдущих работах команда Scripps Research уже обнаруживала существование определенных дофаминергических схем, которые участвуют в формировании памяти и устранении воспоминаний. Сейчас же исследователи использовали методы визуализации, чтобы подробнее изучить этот процесс. Они обнаружили, что, когда поведенческая память ухудшается, изменения на уровне клеток происходят с помощью того же дофаминового нейрона, который изначально «руководил» процессом обучения.

Исследователи также обнаружили, что — параллельно процессу формирования новых воспоминаний — дофаминовый нейрон также занят стиранием старых. По словам ученых, каждый раз, когда вы узнаете что-то новое, вы создаете новые воспоминания, потенциально смешивая их со старыми или вовсе стирая их, что оберегает мозг от перегрузки.
Берри добавляет, что этот процесс обучения и забывания помогает объяснить ретроактивное вмешательство — ситуацию, когда более свежая информация не позволяет вспомнить старую, из-за чего вы, например, можете назвать своего бывшего начальника именем нынешнего.

Хотя исследования проводили на плодовых мушках, ученые полагают, что результаты могут быть применены и на высшие организмы, включая людей. По их словам, в ходе эволюции такие важные для мозга процессы развивались в природе довольно рано, поэтому так важно изучать синаптические связи в более простых организмах.

Понимание процессов запоминания и забывания информации — и, как следствие, контроль над ними — несет ряд важных последствий для людей. К примеру, это поможет разработать терапию для наркоманов или пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством, а возможность улучшать память поможет бороться со слабоумием.