Таблетка памяти? Вклад когнитивной нейробиологии в изучение памяти

By Борис Макаров No comments

Таблетка памяти? Вклад когнитивной неврологии в изучение памяти
                Понимание того, как и где функционирует память в мозге, может привести к открытиям в лечении расстройств памяти. Кредит: Shutterstock

В течение первых недель нового года резолюции часто сопровождаются попытками освоить новое поведение, улучшающее здоровье. Мы надеемся, что старые вредные привычки исчезнут, а новые здоровые привычки станут автоматическими.
                                                                                       

Но как перепрограммировать наш мозг, чтобы можно было выучить и сохранить новую привычку здоровья?

Обучение ивриту

В 1949 году канадский психолог Дональд Хебб предложил теорию обучения на иврите, чтобы объяснить, как задача обучения трансформируется в долговременную память. Таким образом, здоровые привычки автоматически сохраняются после их постоянного повторения.

Обучение и память являются следствием того, как наши клетки мозга (нейроны) общаются друг с другом. Когда мы учимся, нейроны связываются через молекулярные передачи, которые перепрыгивают через синапсы, создавая схему памяти. Известный как долговременное потенцирование (LTP), чем чаще повторяется задача обучения, тем чаще передача продолжается и тем сильнее становится схема памяти. Именно эта уникальная способность нейронов создавать и укреплять синаптические связи путем многократной активации приводит к изучению иврита.

Память и гиппокамп

Понимание мозга требует исследования с использованием различных подходов и различных специальностей. Область когнитивной нейробиологии изначально развивалась благодаря небольшому количеству пионеров. Их экспериментальные планы и наблюдения привели к фундаменту того, как мы понимаем обучение и память сегодня.

            Таблетка памяти? Вклад когнитивной неврологии в изучение памяти
                Синапсы передают электрические сигналы. Предоставлено: Светлана Павлюк

Вклад Дональда Хебба в Университет Макгилла остается движущей силой для объяснения памяти. Под его наблюдением нейропсихолог Бренда Мильнер изучала пациента с нарушенной памятью после лобэктомии. Дальнейшие исследования с нейрохирургом Уайлдером Пенфилдом позволили Милнеру расширить свои исследования памяти и обучения у пациентов после операции на головном мозге.

Прорыв Милнера произошел во время исследования пациента, которому удалили гиппокамп с обеих сторон мозга, что привело к амнезии. Она заметила, что пациент все еще может изучать новые задачи, но не может перенести их в долговременную память. Таким образом, гиппокамп был идентифицирован как место, необходимое для передачи кратковременной памяти в долговременную память, где происходит изучение иврита.

В 2014 году, в возрасте 95 лет, Милнер получила норвежскую премию Кавли в области неврологии за открытие в 1957 году важности гиппокампа для памяти.

В 2014 году Кавли был также награжден нейробиологом Джоном О’Кифом, который обнаружил, что гиппокамп также укрывает клетки мест для создания когнитивной карты, позволяющей нам перемещаться из одного места в другое через нашу память. О’Киф также получил Нобелевскую премию 2014 года в области медицины.

То, что повторная активация нейронов в гиппокампе на самом деле приводит к памяти, было обнаружено нейробиологом Тимом Блиссом; За это исследование Bliss получила премию Фонда Лундбека в 2016 году.

            Таблетка памяти? Вклад когнитивной неврологии в изучение памяти
                Памятные записки со 100-летия Симпозиума для доктора Бренда Мильнер. Кредит: Кэтлин Диксон, Автор предоставил

Взятые вместе, Милнер, Блисс и О’Киф создали парадигму Хебба и его знаменитую аксиому: «нейроны, которые запускаются вместе, соединяются вместе».

Память у нечеловеческих животных

Основные достижения в организме, не являющемся человеком, учат нас механизмам памяти, которые можно применять к людям. Эрик Кандел из Колумбийского университета был удостоен Нобелевской премии 2000 года по медицине за проницательный выбор морского слизняка (Aplysia) для понимания изучения иврита.

Кандель предоставил убедительные доказательства того, что память является следствием повторной передачи сигналов нейрону, отвечающему на задачу обучения, которая запускает производство рибонуклеиновой кислоты (РНК). Конечным результатом была экспрессия нового белка, приводящая к увеличению синаптических связей.

Следующий скачок произошел в Макгилле, когда молекулярный биолог Наум Соненберг открыл ключевой механизм, который регулирует формирование памяти в гиппокампе, а именно фактор инициации синтеза белка. Открытие показало, что во время формирования памяти именно фактор инициации синтеза белка в нейронах гиппокампа влияет на перепрограммирование, необходимое для генерации «проводки» новых синаптических связей.

Таблетка памяти?

Работа Зоненберга потрясла мир ученых, работающих над тем, как контролируется синтез белка. Соненберг связался с одним из самых известных в этой области молекулярным биологом Питером Уолтером. Вместе они определили химическое соединение, которое они назвали ISRIB, которое будет влиять на тот же фактор инициации синтеза белка, важность которого была обнаружена Зоненбергом.

Результаты были впечатляющими, с удивительным улучшением памяти у мышей после введения ISRIB. Уолтер теперь расширил это, чтобы включить восстановление памяти у мышей, восстанавливающихся после травмы головного мозга.

Добавить комментарий