Учёные разделили память на прошлое и будущее: открытие меняет взгляд на деменцию
Вы когда-нибудь задумывались, как ваш мозг умудряется не только помнить, что на рынке продаются апельсины, но и придумать запасной план, если рынок вдруг закрыт? Оказывается, за эти два, казалось бы, связанных навыка отвечают разные механизмы в одной и той же области мозга. И учёные наконец-то смогли их разделить.
Исследователи впервые обнаружили, что гиппокамп выполняет две различные функции памяти: одна из них обрабатывает прошлый опыт, связанный со временем и местом, а другая прогнозирует или планирует действия на основе этого опыта. Это открытие имеет важное значение для понимания некоторых нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, и потенциально может привести к созданию более целенаправленных и эффективных методов лечения.
Эпизодическая память — штука сложная. Это не просто сухое «я был там-то». Это возможность мысленно путешествовать во времени: вспоминать прошлое и воображать будущее. Мозг строит модели среды, а потом гибко их использует. И вот тут возникает развилка: есть память ассоциативная (апельсины продаются на рынке), а есть прогностическая (если рынок закрыт, схожу в другой магазин).
Учёные давно подозревали, что обе функции живут в гиппокампе, но как именно они разделены, оставалось загадкой. Новое исследование в журнале Science пролило свет. «Два разных нейронных кода поддерживают эти очень важные аспекты памяти и познания и могут быть разобщены», — объясняет соавтор работы Антонио Фернандес-Руис из Корнелльского университета.
Две грани, которые могут быть разобщены
Чтобы разобраться, учёные применили оптогенетику — метод, который звучит как научная фантастика. Они ввели в нейроны крыс ген светочувствительного белка, а потом точечно освещали определённые участки, нарушая их работу. Представьте, что можно выключить один конкретный нейрон, как лампочку, и посмотреть, что произойдёт.
В первой части эксперимента крыс учили проходить лабиринт: из точки А в точку D, с поворотами в B и C, чтобы получить награду. Оказалось, что в мозге этот маршрут кодируется как последовательность одновременно срабатывающих нейронов. Во сне эта последовательность повторялась — так происходило запоминание. Но когда исследователи нарушали работу нужных нейронов, последовательность не воспроизводилась, и крысы забывали путь. При этом они помнили, где находятся точки А и D, но не могли сообразить, как между ними перемещаться. Ассоциативная память работала, прогностическая — нет.
В другом эксперименте крысам с той же «поломкой» нужно было каждый день искать новый путь к награде. Без способности строить карту маршрутов и планировать они терпели неудачу. А вот если нужно было просто запомнить, что в таком-то месте лежит еда, они справлялись отлично.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что эти два аспекта памяти могут быть разобщены, что имеет важное значение для терапевтических исследований деменции. «Изучая, какие именно нарушения памяти наблюдаются у пациента, мы можем попытаться определить, какой именно нейронный механизм был нарушен, что поможет нам разработать более целенаправленные меры», — заключает Фернандес-Руис.
Представьте, как это изменит подход к лечению Альцгеймера. Вместо того чтобы бить по всему гиппокампу разом, можно будет точечно воздействовать на сломанный механизм. И, возможно, вернуть людям не просто воспоминания, а способность строить планы и адаптироваться к меняющемуся миру.
