Ученые из кампуса Исследовательского института Скриппса (TSRI) во Флориде в статье для журнала Cell Reports подробно описали, как сложный биохимический механизм хранения воспоминаний, связанных с запахами, немного отличается от менее понятного механизма стирания ненужных воспоминаний.Понимание того, как мозг активно стирает воспоминания, может открыть новое понимание потери памяти и старения и открыть возможность новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний.
Во многих отношениях процессы забывания и запоминания схожи. В моделях обучения плодовых мушек, связанных с запахом, как сохранение, так и стирание воспоминаний связано с активацией дофамина в клетках мозга. Эта подсказка о мухах важна для понимания человеческого мозга.
«Обонятельные системы мух и людей на самом деле очень похожи с точки зрения типов нейронов и их связей», — сказал руководитель исследования Рон Дэвис, доктор философии, сопредседатель отдела нейробиологии TSRI.Кроме того, в обоих случаях активация нейронов заставляет их создавать идентичную молекулу-мессенджер, циклический AMP, что приводит к каскаду активности внутри клетки, которая либо создает, либо разрушает память, добавил Дэвис.
«Так как же клетки узнают, что они получают сигнал забвения или сигнал захвата? Это был огромный и озадачивающий вопрос», — сказал Дэвис.
Профессор TSRI Кирилл Мартемьянов, доктор философии, и штатный научный сотрудник Икуо Масухо, доктор философии, обнаружили, что определенную роль играет тип сигнального белка в нейронах. Масухо и Мартемьянов провели скрининг панели этих сигнальных белков, называемых G-белками, против клеток, которые экспрессируют два ключевых рецептора, которые, как известно, участвуют в памяти и забывании.
Команда TSRI обнаружила один G-белок, названный G alpha S, который прикрепился к нейронному дофаминовому рецептору, названному dDA1, связанному с формированием памяти. Они обнаружили другой белок G, названный G альфа Q, связанный с ближайшим дофаминовым рецептором под названием Damb, связанным с механизмом забывания.Следующий вопрос заключался в том, могут ли эти два разных G-белка быть контроллерами памяти мозга мух. Чтобы выяснить это, исследователи заставили замолчать гены, участвующие в производстве белка G альфа Q у мух.
Мухи с отключенным белком в неприятных ситуациях подвергались воздействию запахов и отправлялись через лабиринты, чтобы посмотреть, насколько хорошо они помнят, как отворачиваться в присутствии запаха.«Если вы удалили G alpha Q, мухи не должны забыть, и действительно, они этого не сделали», — сказал Дэвис. «Они запомнили лучше».
По его словам, у мух кажется, что некоторый уровень забывания — это постоянный и здоровый процесс.«Идея состоит в том, что по мере того, как мы изучаем информацию, постоянно идет медленный процесс, который уничтожает воспоминания, и он продолжает уничтожать их, если другая часть мозга не сигнализирует о важности памяти и не отменяет ее», — сказал Дэвис.
По его словам, возможно, процесс приобретения и забывания воспоминаний приливы и отливы в состоянии равновесия. Важные воспоминания, такие как вкус маминого тыквенного пирога, могут остаться навсегда, но такие мелочи, как то, что вы носили 10 лет назад, могут исчезнуть без последствий.«Если у вас слишком много старой и ненужной памяти, зачем хранить ее?
Почему бы вам не создать систему для ее удаления для оптимального функционирования мозга?» — спросил Дэвис. «Мы получаем всю эту информацию, все это обучение в течение дня, и мозг может говорить:« Нет, нет, верни меня в мое основное, мое счастливое состояние »».По словам Дэвиса, предстоит решить еще много вопросов. «Нам нужно выяснить, что находится ниже по течению — пройти по тропе, чтобы найти полную сигнальную систему для забывания», — сказал он. «Мы находимся в самом начале этого исследования».