Наука Каждый из нас испытывал это: какой-то запах, песня или старая фотография вмиг способны перенести с другое время и место, вызвав старые воспоминания. Теперь группа нейробиологов исследовала увлекательный вопрос: могут ли несколько нейронов восстановить память?
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, группа специалистов из Массачусетского технологического института, впервые продемонстрировала, что память можно активировать по требованию, стимулируя лишь несколько нейронов при помощи техники, известной как оптогенетика. Оптогенетика является мощной технологией, которая позволяет исследователям управлять генетически модифицированными нейронами короткими импульсами света.
Чтобы искусственно включить память, исследователи сначала намеревались выявить тип нейронов, которые активируются, когда у мышей создаются новые воспоминания. Для этого они сосредоточились на части мозга, называемой гиппокампом, которая известна за свою активную роль в процессах обучения и памяти. Затем они вставили ген, кодирующий светочувствительный белок в нейронах гиппокампа, что позволяет им использовать свет для управления нейронами.
В итоге со светочувствительным белком, исследователи дали мыши новую память. Они поместили животное в среду, где оно получало легкие удары, что вызывает страх у нормальных мышей: они застывают на месте. Мыши научились ассоциировать ударную волну с определенной средой.
Далее исследователи пытались ответить на вопрос: смогут ли они искусственно активировать в памяти воспоминания о страхе? Они направляли свет на гиппокамп, активизируя часть нейронов, задействованных в формировании воспоминаний, при этом, животные замирали на месте. Стимулирование нейронов, судя по всему, срабатывает.
Исследователи провели несколько контрольных тестов, чтобы подтвердить, что они действительно возрождают воспоминания страха. Они проверили мышей с таким же светочувствительным белком, но не с помощью шока, также проверили мышей без данного белка, третья группа грызунов была проверена в другой среде, не связанной со страхом. Ни в одном из тестов мыши не замирали на месте, что подтвердило первоначальные выводы специалистов о действительной активации импульсом света старых воспоминаний о страхе.
В 2010 году оптогенетика – была названа научным методом года. Эта технология была введена в 2004 году исследовательской группой из Стэндфордского университета во главе с соавтором нынешнего эксперимента Карлом Дейссеротом (Karl Deisseroth). Важное преимущество оптогенетики по сравнению с традиционными методами, используемыми в неврологии, такими как электрическая стимуляция или использование химических веществ, - это скорость и точность. Электрическая стимуляция и химические вещества могут быть использованы для измерения нейронной активности неспецифических групп, при этом временные затраты остаются расплывчатыми. Световая стимуляция дает контроль над небольшой группой нейронов в масштабе времени, измеряемом миллисекундами.
За последние несколько лет оптогенетика оказала большую помощь в понимании нервных основ мозговых расстройств, таких как депрессия, болезнь Паркинсона, тревога и шизофрения. Теперь, в контексте исследования памяти, данный эксперимент показывает, что можно искусственно стимулировать некоторые нейроны, чтобы начали работать старые воспоминания. При этом, поведением животных можно управлять без сенсорного контакта. Это важно, поскольку данный метод обеспечивает новый подход к пониманию того, как формируются группы воспоминаний.
Однако, данная технология еще далека до использования на человеческом мозгу, поэтому пока можно не беспокоиться относительно имплантации воспоминаний и контроля над разумом. Тем не менее, первые маленькие шаги на пути к клиническому применению оптогенетики уже начались. Группа экспертов из университета Брауна, к примеру, работает над созданием беспроводного оптического электрода, который смог бы доставлять свет к нейронам в человеческом мозге. Кто знает, возможно, когда-нибудь, эта технология позволит нам стирать воспоминания, и проходить лечение по улучшению работы памяти всего лишь краткой световой сессией.
