Цивилизация
Благодаря психологам и нейрофизиологам о памяти сейчас известно немало: кратковременная и долговременная, зрительная и моторная, с группировкой и без. Изучена даже электрическая активность участков мозга на всех стадиях запоминания; всего в работе памяти их выделяют четыре: восприятие, консолидация, хранение и воспроизведение.
В первой наибольшую активность проявляют органы чувств и соответствующие области мозга, во второй – гиппокамп, а две последние – удел коры больших полушарий, в которой и сформированы многочисленные нейронные сети, непосредственно «хранящие» информацию. Считается, что именно благодаря нейронам, а точнее образованию контактов между нужными нейронами, и происходит запоминание объекта или события, а кратковременная и долговременная память отличаются лишь стабильностью подобных контактов.
Ученым даже известно, какие сигнальные молекулы-медиаторы выделяются на каждой стадии работы памяти, но вот управлять ими, к счастью писателей-фантастов, до сих пор никто не умел.
Нейрофизиологи из Университета Джорджии и их китайские коллеги решили исправить это недочет. Для этого они сконцентрировали своё внимание на ферменте под названием альфа-кальмодулин-зависимая протеинкиназа II типа (α-CaMKII), концентрация которого быстро и значительно меняется в отдельных нейронах на разных стадиях обучения. В первую очередь его выделение происходит на стадии воспроизведения памяти, однако его концентрация меняется и в ходе других процессов, связанных с памятью. Логично предположив, что управление этим процессом может изменить нормальный ход событий, ученые взялись за работу.
Для начала они генетически изменили участок мышиной ДНК таким образом, что она стала восприимчивой к специально созданному веществу NM-PP1 – так, чтобы инъекция или прием с водой этого «пускового препарата» мгновенно влияли на синтез α-CaMKII. Конечно, такого результата можно было бы добиться и одними генетическими методами без дополнительных лекарств, но предложенный комбинированный метод позволяет усиливать синтез белка не постоянно, а лишь в необходимые моменты, причем очень быстро и ненадолго.
На втором этапе эксперимента ученые проверили влияние такого фармакологическо-генетического вмешательства на работу памяти.
Поскольку опросить испытуемых не представлялось возможным, то Цень использовал классические методики – тест на узнавание новых объектов и тест на страх. В первом случае мышек на трое суток помещали в замкнутое пространство, после чего на 15 минут клали туда незнакомый грызунам объект. В зависимости от того, сколько минут из этих 15 мышь интересовалась новой игрушкой, ученые и делали вывод о степени знакомства. Естественно, если объект помещали во второй раз, то это время значительно уменьшалось.
Генетически модифицированные мыши поведением ничем не отличались от обычных, но стоило им дать дозу пускового препарата перед очередной встречей с знакомым объектом, как они начинали воспринимать его, как незнакомый.
Тот же самый феномен забывчивости ученые обнаружили и в тесте на страх, причем как через час, так и через месяц после формирования рефлексов. В таких экспериментах вместо «времени знакомства» измеряют «время замирания» — период, когда работают только дыхательные мышцы, а грызун превращается в маленький неподвижный комочек. И есть от чего: в отличие от Павлова, Цень сопровождал звуковой сигнал не миской с едой, а электрическим разрядом. Соответственно, если мыши слышали этот звук определенной частоты во второй раз, то за этим следовал испуг и упомянутое замирание. Но, как и в тесте на «новизну», лишь до тех пор, пока не получали волшебный пусковой препарат.
Ученые отдельно проверили, что генно-фармакологический комплекс работает именно в момент воспроизведения и связан не с временной блокадой памяти вообще, а именно со стиранием «неприятных воспоминаний».
Более того, они показали, что речь идёт не просто о блокировке воспроизводства, а именно о «стирании» той памяти, которую мышь пыталась воспроизвести под влиянием пускового препарата.
По мнению специалистов, эта работа поможет пролить свет и на устройство памяти — в том числе и человеческой в целом.
Ждать людям чего-то подобного «пусковому препарату» в ближайшем будущем не стоит, ведь в таком случае придется встроить участок ДНК в геном еще на стадии эмбрионального развития. Да и получившийся организм будет слишком восприимчивым: ведь всё, что он попытается вспомнить, находясь «под дозой», тут же сотрется, а в этот список может попасть и жизненно необходимая информация. С деталями работы вы можете ознакомиться в последнем выпуске журнала Neuron.