Открытие учёных будет способствовать улучшению лечения заболеваний, связанных с памятью

Всем известно, что наша память связана с работой головного мозга, а именно с его клетками. Но группа учёных обнаружила, что память выполняют не только клетки мозга, но и клетки других органов. Это открытие прокладывает новые пути для понимания того, как работает память, а также создаёт возможности для улучшения обучения и лечения заболеваний, связанных с памятью.

"Обычно мы связываем память и обучение исключительно с мозгом и его клетками, но наше исследование показывает, что другие клетки организма тоже способны учиться и запоминать", — объясняет ведущий автор исследования из Нью-Йоркского университета Николай В. Кукушкин. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Целью исследования было изучить, помогают ли клетки, не относящиеся к мозгу, в процессе запоминания. Для этого учёные использовали давно известный нейробиологический эффект — эффект распределённого обучения. Этот эффект заключается в том, что информация усваивается гораздо лучше, если её изучать с перерывами, а не за один интенсивный сеанс, как при "зубрёжке" перед экзаменом.

Исследователи воспроизвели этот процесс в лабораторных условиях, изучив две разновидности человеческих клеток (одни из нервной ткани, другие — из почек). Эти клетки подвергались воздействию различных химических сигналов, имитирующих нейротрансмиттеры, которые воздействуют на мозг во время обучения. В ответ на эти сигналы клетки активировали "ген памяти" — тот же самый ген, который включается у клеток мозга при запоминании информации.

Для того чтобы отслеживать процесс запоминания, учёные модифицировали клетки так, чтобы они производили светоизлучающий белок. Это позволило точно фиксировать, когда ген памяти был активен, а когда — нет.

Результаты показали, что клетки могли отличить, когда химические импульсы повторяются, а не просто усиливаются. Это аналогично тому, как нейроны мозга могут распознать, что обучение происходило с перерывами, а не за один раз. Особенно интересно, что при подаче сигналов с интервалами клетки включали ген памяти сильнее и на более долгое время, чем при одномоментной подаче тех же сигналов.

"Это наглядно демонстрирует эффект распределённого обучения, — говорит Кукушкин. — Это показывает, что способность запоминать информацию через повторение с перерывами не уникальна для клеток мозга. Это может быть основным свойством всех клеток".

Исследователи также отмечают, что это открытие не только помогает лучше понять механизмы памяти, но и открывает новые возможности для медицинских приложений.

"Это открытие открывает новые горизонты для понимания работы памяти и может привести к улучшению обучения и лечения проблем с памятью, — добавляет Кукушкин. — Кроме того, оно предполагает, что в будущем нам нужно будет рассматривать тело как мозг — например, учитывать, что помнит поджелудочная железа о наших привычках питания для поддержания нормального уровня сахара в крови, или что помнит раковая клетка о паттернах химиотерапии".

Уточнения

Нейробиология — наука, изучающая устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы.