Знайдено два гена, що формують пам`ять
Усередині крихітного мозку мух дрозофіл лежить план формування спогадів, і дослідникам зовсім недавно вдалося виявити два гена, які грають ключову роль при формуванні довгострокових спогадів.
"Дослідження може допомогти нам у розумінні роботи нашого надзвичайно складного власного мозку, а також те, як він створює довгострокові спогади ", - говорить провідний фахівець дослідження Енн-Шин Чан (Ann-Shyn Chiang), невролог в національному університеті Цінхуа в Тайвані.
Мухи дрозофіли вже давно використовуються в якості моделей для того, щоб зрозуміти, як працює пам`ять у інших видів, в тому числі і у людей. Більшість вчених вважають, що консолідація пам`яті у мух дрозофіл (перетворення короткострокових спогадів в довгострокові) повністю відбувається в області мозку, відомої, як грибне тіло, яке є також центром навчання і пам`яті (аналог у людей - гіпокамп).
Однак, використовуючи нові генетичні інструменти, Чан і її колеги виявили, що два особливих нейрона, розташованих за межами грибного тіла, є основними робочими конячками в формуванні нових довгострокових спогадів. Крім того, вони виявили два гени, необхідні для формування білків, і без яких спогади будуть заблоковані.
У людини цей процес, швидше за все, проходить складніше, але основні принципи приблизно збігаються, при цьому, Чан додає, що результати дослідження допоможуть в подальшому вирішувати проблеми, пов`язані з порушенням роботи пам`яті. "Якщо у системи роботи пам`яті є дефекти, то ми відразу зможемо виявити що не так з відповідними генами і виявити шляхи порятунку пам`яті".
великий сюрприз
Відео: Барбоскіни - 157 серія. Амнезія. Новорічні мультики для дітей
Для вивчення формування довгострокових спогадів у мух дрозофіл, дослідники часто використовують поєднання запахів і ураження електричним струмом. Вони впливають на муху спочатку певним запахом, за яким відразу ж слідує невеликий розряд електричного струму, далі вони впливають на неї іншим запахом, який вже не супроводжується струмом. Дослідники повторюють вплив кілька разів через певні проміжки часу, а потім перевіряють пам`ять мухи, дозволяючи їй вибрати з двох шляхів руху. Рухаючись по одному з шляхів з конкретним запахом, муха може отримати удар струмом, рух по другому шляху не принесе їй ніяких потрясінь. Якщо у мух формуються довгострокові спогади, то навіть через 24 години після навчання, вони, швидше за все, віддадуть перевагу безпечний шлях.
У попередніх дослідженнях вчені виявили, що вони могли зупинити формування довгострокових спогадів у мух, якщо давати їм в їжу особливий препарат, який пригнічує синтез нових білків, задіяних у створенні спогадів і зміцнюють зв`язки між нейронами. Однак, оскільки даний препарат пригнічує синтезу білків у всіх клітинах мозку, було неможливо визначити, які саме клітини виробляють білки, які беруть участь в роботі довгостроковій пам`яті.
Щоб вирішити цю проблему, Чан і його колеги розробили чутливий до температури токсин, який відключає синтез білків саме в цільових клітинах. Дослідники систематично обстежили мозок мух, аналізуючи діяльність конкретних нейронів, "включаючи і вимикаючи" роботу токсину за допомогою температури.
Експерти виявили, що коли вони "вимикали" синтез білків в області грибного тіла, то мухи дрозофіли ще були в стані формувати довгострокові спогади. Однак, заборона синтезу нових білків в двох нервових клітинах, які називаються спинно-передньо-бічними нейронами, не дозволяє мухам формувати довгострокові спогади.
"Це був великий сюрприз для нас, і ймовірно, буде великим подивом для всіх нейробіологів", - говорить Чан. Далі, фахівці впровадили мухам зелений флуоресцентний білок, який постійно змінюється на червоний при впливі ультрафіолетового світла: періодично "підсвічуючи" ультрафіолетом мозок мух, вони бачили старі білки в червоному світлі і могли простежити за формуванням нових зелених.
Більш того, цей генетичний інструмент дозволив їм виявити конкретні гени, відповідальні за формування нових білків. Флуоресцентні білки також показали, що спогади спочатку обробляються в грибоподібному тілі, перш ніж вони переміщаються в іншу частину мозку. Чан підозрює, що і інші клітини мозку також беруть активну участь в синтезі білка для формування спогадів.
Розуміння людського мозку
Джош Дубно (Josh Dubnau), фахівець нейробіолог в університеті Нью-Йорка, який не брав участі в дослідженні, зазначив про крайню зацікавленість в результатах дослідження усієї наукової спільноти, заявивши, що якщо, здавалося б, таке просте організм використовує кілька областей мозку для консолідації спогадів, то наскільки ж складна система формування довгострокової пам`яті в більш складних живих істот, таких як люди.
Відео: Ольга Орлова - Прощай, мій друг (Пам`яті Жанни Фріске)
"Це може означати, що мозок мухи дрозофіли є найкращою моделлю для розробки системи, яка б показала, як працює пам`ять, при цьому, дане дослідження вкрай важливо в розумінні роботи людського мозку".
