Цивилизация
Сотрудники Университета Джона Хопкинса вычислили белок, контролирующий процесс долговременного запоминания. Им оказался уже известный нейрофизиологам белок Arc. Он присутствует в мозгу большинства живых существ и, как известно на данный момент из работ Массачусетского университета, способствует настройке нейронов в ответ на зрительные раздражения. Исследование о новых свойствах Arc опубликовано в выпуске журнала Neuroscience («Неврология») за 9 ноября 2006 года.
«Например, человек решил бросить курить и смог избавиться от пагубного желания дома, на работе и на улице, — поясняет механизм действие Arc один из авторов работы, профессор неврологии Пол Ф. Уорлей. — Но, как только он оказывается в баре со стаканом алкоголя в руках, его мозговые клетки немедленно формируют ассоциации, вызывающие страстное желание покурить. Эти виды ассоциаций, которые сохраняются долгое время, вызваны процессами долговременного запоминания в нашем мозгу».
Несколько лет назад Уорлей и его сотрудники проводили исследования с лабораторными крысами и обнаружили, что мозг животных во время бодрствования вырабатывает больше белка Arc (впрочем, тут они были не первыми). Нейрофизиологи попытались найти белки, с которыми Arc взаимодействует или на которые он влияет.
Таких оказалось два — динамин и нейрофилин. Оба связаны с транспортом вещества из клетки и в клетку.
«Транспорт химических соединений — это основной процесс жизнедеятельности большинства клеток мозга, — подчеркнул Уорлей. — Воспоминания формируются именно тогда, когда нервные клетки связываются и взаимодействуют с другими нервными клетками. И чем сильнее эти взаимодействия, тем ярче воспоминания».
Когда две нервные клетки контактируют друг с другом, первая выпускает в межклеточное пространство нейромедиатор. Соседняя клетка содержит на своей поверхности белки-рецепторы, которые связываются с высвобожденным веществом. Затем клетка удаляет рецептор со связанным веществом в глубь клеточного пространства. Чем больше рецепторов на поверхности клетки, тем сильнее суммарный сигнал.
Ученые выяснили, что оба белка, с которыми взаимодействует Arc, играют основную роль в процессах удаления рецепторов со связавшимся веществом.
Кроме того, похоже, Arc через них контролирует и процессы экспонирования рецепторов на поверхность.
Для проверки своей гипотезы исследователи модифицировали Arc так, что он стал не способен связываться с обоими белками.
В итоге клетки не смогли экспонировать на поверхность больше рецепторов, чем у них есть в неактивированном состоянии.
Наоборот, добавление большего количества Arc к клеткам вызывало противоположный процесс: клетки гиперактивно поглощали рецепторы со своей поверхности. «Теперь мы знаем, что животные, испытывающие недостаток белка Arc, живут только здесь и сейчас. Они что-то запоминают на короткий период, но завтра им придётся учить все это заново», — сказал Уорлей.
Правда, Уорлей добавил, что не стоит думать об инъекциях Arc как о панацее от беспамятства: «К сожалению, излишнее перевозбуждение клетки ведет к ее смерти. И, если убрать контроль перевозбужденного состояния, может измениться весь процесс запоминания информации, — отметил учёный.
— Мы надеемся, что лучшее понимание процесса формирования воспоминаний откроет путь для полного забывания таких ассоциаций, как, например, привычка курить, сидя в баре».