Долговременная память оказалась невозможной без воспаления в мозге
Когда информация фиксируется в памяти надолго, повреждается ДНК и воспаляется группа нейронов в мозге. Это выяснили ученые из США, Дании и Германии.
Центр памяти в мозге — гиппокамп. Именно благодаря его работе становится возможным надолго запомнить большое количество информации. Сведения обрабатываются даже во сне: переходят из кратковременной памяти в долговременную.
Исследователи из Северо-Западного университета (США), Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна (США), Орхусского университета (Дания) и Гёттингенского университета (Германия) выяснили, что происходит в мозге, когда создаются долговременные воспоминания. Оказалось, что этот процесс невозможен без повреждения ДНК и возникновения воспалительного процесса в гиппокампе. Соответствующую научную статью опубликовал журнал Nature.
Воспаление нейронов головного мозга принято считать плохим явлением, поскольку оно способно привести к болезням Паркинсона и Альцгеймера. Однако воспалительный процесс в определенных нейронах гиппокампа необходим, чтобы информация перешла из кратковременной памяти в долговременную. Согласно открытию авторов публикации, стимул запускает в этих нейронах цикл повреждения и восстановления ДНК, в результате чего образуются узлы памяти — скопления клеток мозга, в которые «записывается» прошлый опыт.
Этот механизм выявили во время эксперимента с участием восьминедельных мышей. Ученые подвергали животных коротким мягким ударам тока, достаточным для того, чтобы сформировалось воспоминание о шоковом событии. Анализ нейронов в области гиппокампа показал, что у мышей активировались гены, которые участвуют в воспалительном пути Толл-подобного рецептора 9 (TLR9):
«Этот воспалительный путь наиболее известен тем, что запускает иммунные реакции, обнаруживая небольшие фрагменты ДНК патогена. Сначала мы предположили, что путь TLR9 активировался, поскольку у мышей была инфекция. Но, присмотревшись внимательнее, мы к своему удивлению обнаружили, что TLR9 запускался только в кластерах клеток гиппокампа, которые демонстрировали повреждение ДНК», — объяснили авторы исследования.
Разрывы нейронов, связанные с формированием долговременной памяти, оказались более существенными и устойчивыми по сравнению с теми, которые возникают при другой активности мозга. Восстанавливались фрагменты ДНК в необычном месте — в центросомах. Это органоиды, координирующие клеточное деление. Однако, заметили исследователи, в нейронах, которые не делятся, центросомы участвовали в восстановлении ДНК и, судя по всему, помогали образовывать узлы памяти.
Авторы научной статьи также обнаружили, что за неделю, которая была необходима для завершения воспалительного процесса, у мышей изменились нейроны, кодирующие память. Эти клетки мозга стали более устойчивыми к новой информации: «Это примечательно, потому что мы постоянно завалены информацией, и нейронам, кодирующим воспоминания, необходимо сохранять сведения, которые они уже приобрели, не отвлекаясь на новые входные данные».
При этом, когда исследователи заблокировали воспалительный путь TLR9 в нейронах гиппокампа, у мышей не только не сформировалась долговременная память, но и возникла глубокая нестабильность генома: стала высокой частота повреждения ДНК в этих клетках. Такое явление считается признаком ускоренного старения, а также рака, психических и нейродегенеративных расстройств, например болезни Альцгеймера.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии