Мозг создает резервные копии: Новое исследование показывает наличие нескольких копий воспоминаний

Ученые из Базельского университета обнаружили, что наш мозг создает не одну, а три отдельные копии каждого воспоминания. Исследование, позавчера опубликованное в журнале Science, показывает, что разные группы нейронов в гиппокампе – области мозга, играющей ключевую роль в обучении, – хранят параллельные версии одного и того же воспоминания. Каждая копия служит уникальной цели, позволяя нашему мозгу балансировать между необходимостью долгосрочного запоминания и гибкостью обновления информации при возникновении новых ситуаций.

Краткосрочная, долгосрочная и промежуточная

Доктор Флавио Донато и его команда из Биоцентра Базельского университета использовали мышиные модели для изучения того, как память хранится и развивается с течением времени. Они обнаружили, что нейроны, рожденные на разных стадиях эмбрионального развития, играют разные роли в формировании и восстановлении памяти.

Нейроны, рожденные на поздних стадиях, создают яркую, краткосрочную копию памяти, которая легко доступна, но быстро исчезает. Эта версия очень податлива, что позволяет быстро обновлять ее на основе новой информации. Напротив, нейроны, рожденные в раннем возрасте, формируют долгосрочную копию, которая укрепляется со временем, но становится более устойчивой к изменениям.

Третья группа нейронов, рожденная между этими двумя крайностями, создает более стабильную, среднесрочную копию памяти. Такой многоуровневый подход позволяет мозгу поддерживать хрупкий баланс между сохранением важной информации и адаптацией к новым обстоятельствам.

“То, как динамично хранятся воспоминания в мозге, доказывает пластичность мозга, которая лежит в основе его огромной емкости памяти”, – объясняет Вилде Квейм, первый автор исследования.

Последствия: От посттравматического стрессового расстройства до болезни Альцгеймера

Понимание того, как мозг управляет несколькими копиями памяти, может иметь далеко идущие последствия для лечения различных неврологических и психиатрических заболеваний. Например, это исследование может предложить новые способы смягчения травматических воспоминаний при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) или разработать стратегии сохранения памяти при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера.

Доктор Донато подчеркивает сложность системы памяти мозга: “Задача, стоящая перед мозгом при запоминании, весьма впечатляет. С одной стороны, он должен помнить, что произошло в прошлом, чтобы помочь нам разобраться в мире, в котором мы живем. С другой стороны, он должен адаптироваться к изменениям, происходящим вокруг нас, как и наша память, чтобы помочь нам сделать правильный выбор для нашего будущего”.

Исследование также поднимает интригующие вопросы о человеческой памяти. Например, исследователи предполагают, что у людей некоторые воспоминания могут стать доступными только через некоторое время после первоначального опыта, когда долгосрочная копия, хранящаяся в нейронах раннего возраста, набирает силу.

Почему это важно

Это исследование дает новую основу для понимания того, как наш мозг хранит и обновляет информацию. Раскрывая сложный танец между различными типами копий памяти, оно позволяет понять, как происходит обучение, принятие решений и наша способность адаптироваться к изменяющимся условиям. Эти открытия могут проложить путь к новым методам лечения расстройств памяти и даже помочь нам разработать более эффективные стратегии обучения. Продолжая исследования в этой области, ученые надеются получить более глубокое понимание механизмов, которые управляют кодированием и изменением памяти. Потенциально эти знания могут привести к разработке мероприятий, которые помогут людям, борющимся с навязчивыми воспоминаниями, или методов восстановления воспоминаний, которые когда-то считались утраченными.

Исследование Vilde A. Kveim et al., Divergent recruitment of developmentally defined neuronal ensembles supports memory dynamics.Science (2024). DOI: 10.1126/science.adk0997