Установлен механизм формирования памяти

Как мозг переводит информацию, поступающую из внешнего мира, в наши воспоминания? Группа ученых из Хейдельбергского института теоретических исследований (Германия) сосредоточила внимание на нейронных сетях в полосатом теле – структуре мозга, участвующей в памяти, поведении и обучении за вознаграждение. 

Это знакомо нам всем: мы слышим мелодию, и она каким-то образом запоминается так, что мы узнаем ее даже спустя десятилетия. Мы смотрим на картину Ван Гога один раз, и она запечатлевается в нашей памяти на всю жизнь. Как же может нечто столь мимолетное, как мелодия, стать частью мозга и привести к формированию воспоминаний, которые определяют наше поведение?

Обработка информации в мозге происходит внутри нейронных сетей, связанных между собой синапсами. Каждая модификация синапсов влияет на то, как мы запоминаем, или как мы реагируем на определенные раздражители. Один из способов изменения нейронных сетей – процесс синаптической пластичности, когда определенные синапсы со временем либо усиливаются, либо ослабляются в ответ на нейронную активность. Анализируя сети биохимических реакций, лежащих в основе синаптических модификаций, ученые смогли по-новому взглянуть на механизмы пластичности.

В нейронах обработка информации происходит с помощью синаптических сигналов, определяющих синаптическую пластичность. Иногда даже отдельные молекулы – ферменты, белки и т.п. – способны сильно повлиять на синапсы в сетях. Одним из них является семейство ферментов аденилатциклазы, которые могут передавать внеклеточные сигналы во внутриклеточную молекулу цАМФ – одну из основных клеточных сигнальных молекул.

«Наша работа сосредоточена на том, чтобы определить, как ферменты «узнают» нужные белки, на основании которых нейроны могут контролировать скорость катализируемой реакции», – отметил Паоло Карлони, один из авторов исследования.

При обучении за вознаграждение выработка цАМФ в полосатом теле мозга является решающей для укрепления синапсов. Именно ее производство и взаимодействие нейронов через синапсы играют важную роль в формировании воспоминаний и способности нервной системы обучаться и адаптироваться к изменяющимся условиям.