Ученые выяснили, как мозг решает, что запомнить, а что стереть из памяти

Исследование показало, что долговременная память не является результатом работы одного единственного «включателя», а зависит от ряда молекулярных «таймеров», активирующихся в разные моменты времени и в различных областях мозга.

Первая волна таймеров срабатывает быстро, что способствует забыванию, в то время как более поздние таймеры активируются медленнее, но обеспечивают устойчивость воспоминаний. Частота повторения событий использовалась для оценки значимости информации, что позволило понять, какие воспоминания закрепляются более эффективно.
Чтобы исследовать механизмы формирования долговременной памяти, ученые использовали виртуальную реальность для того, чтобы заставить мышей запомнить определенные события. Повторение событий с разной частотой позволяло более сильно закреплять некоторые воспоминания. Затем исследователи анализировали мозг животных и применяли технологию CRISPR для модификации генов в таламусе и коре, чтобы выяснить, как конкретные молекулы влияют на память.

В результате эксперимента были выделены три основных молекулярных регулятора: Camta1 и Tcf4 в таламусе, а также Ash1l в передней поясной коре. Camta1 отвечает за первоначальную стабильность памяти после ее формирования в гиппокампе, Tcf4 укрепляет взаимодействие между таламусом и корой, а Ash1l инициирует процессы перестройки хроматина, благодаря которым воспоминания становятся более прочными. Если работа Camta1 и Tcf4 нарушается, это приводит к потере памяти.

Интересно, что Ash1l относится к семейству гистонметилтрансфераз — белков, сохраняющих «память» не только в мозге, но и в других биологических системах. В иммунной системе они помогают организму «запоминать» перенесенные инфекции, а в процессе развития организма — поддерживать специализацию клеток, например, нейронов или мышечных волокон. Таким образом, мозг использует универсальные механизмы клеточной памяти для сохранения когнитивных воспоминаний.

Понимание этих молекулярных процессов откроет новые горизонты для разработки методов восстановления памяти при повреждениях мозга или нейродегенеративных заболеваниях.