Людина

Біологи пояснили, як спогади зберігаються протягом життя

Усі ми пам’ятаємо щось із дитинства, чи то перший похід у зоопарк, чи то поїздка на велосипеді. Але як ці спогади можуть зберігатися практично все життя? Нове дослідження міжнародної групи вчених розкриває біологічну основу довготривалої пам’яті. Вся справа в молекулі під назвою KIBRA, яка діє як “клей” для інших молекул, зміцнюючи формування спогадів. Вона розміщується в синапсах, що відповідають за пам’ять, і виступає своєрідною “міткою” для ферментів, які зміцнюють ці нейронні зв’язки. Молекули можу заміщатися, але спогади, що зберігаються в синапсах, залишаються.

by @kues1

Тривалий час вважалося, що нейрони зберігають інформацію в пам’яті завдяки мережі сильних і слабких синапсів. Саме ці зв’язки визначають взаємодію та функції нейронних мереж. Однак молекули в синапсах нестабільні: вони постійно переміщуються по нейронах, зношуються і замінюються новими протягом кількох годин або днів. Виникає питання: як при цьому спогади можуть зберігатися роками і навіть десятиліттями.

У своєму дослідженні на лабораторних мишах вчені зосередилися на ролі KIBRA-білка, що експресується в нирках і мозку. Відомо, що у людей генетичні варіації KIBRA пов’язані як з хорошою, так і з поганою пам’яттю. Дослідників особливо цікавила взаємодія KIBRA з іншими молекулами, що відіграють ключову роль у формуванні пам’яті. У цьому випадку об’єктом вивчення стала протеїнкіназа M-зета (PKMzeta). Цей фермент вважається найважливішою молекулою для зміцнення синапсів у ссавців, але він руйнується через кілька днів.

Експерименти вчених показали, що KIBRA є тією самою “відсутньою ланкою” в довготривалій пам’яті. Ця молекула діє як “мітка” або “клей”, який прикріплюється до сильних синапсів і PKMzeta, але при цьому уникає слабких синапсів.

Під час формування спогадів активуються синапси, які беруть участь у цьому процесі. KIBRA вибірково розміщується в цих синапсах. PKMzeta приєднується до KIBRA, що діє як “мітка”, і робить синапси більш стійкими до змін. Сильні синапси зв’язуються з новоутвореною KIBRA, залучаючи більше новоутвореної PKMzeta. Руйнування зв’язку KIBRA-PKMzeta стирає старі спогади. Це говорить про те, що KIBRA відіграє ключову роль у підтримці пам’яті.

Попередні дослідження показали, що випадкове підвищення рівня PKMzeta в мозку покращує слабкі або стерті спогади. Це було загадкою, оскільки PKMzeta повинен був діяти у випадкових місцях по всьому мозку, що швидше могло б призвести до зворотного ефекту. Однак відкриття KIBRA в якості “синаптичної мітки” пояснює це явище. KIBRA зв’язується тільки з сильними синапсами, тому при підвищенні рівня PKMzeta вона переважно зв’язується з цими поміченими KIBRA ділянками, фактично посилюючи тільки потрібні спогади.

Автори статті зазначають, що їхнє дослідження підтверджує концепцію, запропоновану Френсісом Кріком у 1984 році. Гіпотеза про роль мозку в зберіганні спогадів, незважаючи на постійні зміни на клітинному та молекулярному рівні, схожа на “Корабель Тесея”. Це відсилання до філософського аргументу з давньогрецької міфології, згідно з яким корабель Тесея, в якому в міру плавання постійно замінювали старі дошки на нові, залишався тим самим кораблем протягом багатьох років. Спогади можуть зберігатися роками, навіть незважаючи на те, що білки, які підтримують їх, постійно заміщуються.

Back to top button