Аромат горячего тыквенного пирога может вызвать приятные воспоминания о прошедших праздниках, а запах антисептической больничной палаты может вызвать дрожь. Способность запахов активировать воспоминания, как приятные, так и отталкивающие, существует у многих животных, от людей до скромных плодовых мух.
Ученые из кампуса Исследовательского института Скриппса (TSRI) во Флориде в своих статьях в журнале Cell Reports подробно описали, как сложный биохимический механизм хранения воспоминаний, связанных с запахами, немного отличается от менее понятного механизма стирания ненужных воспоминаний.
Понимание того, как мозг активно стирает воспоминания, может открыть новое понимание потери памяти и старения и открыть возможность новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний.
Во многих отношениях процессы забывания и запоминания схожи. В моделях обучения плодовых мушек, связанных с запахом, как сохранение, так и стирание воспоминаний связано с активацией дофамина в клетках мозга. Эта подсказка в виде мух важна для понимания человеческого мозга.
"Обонятельные системы мух и людей на самом деле очень похожи с точки зрения типов нейронов и их связей," сказал руководитель исследования Рон Дэвис, доктор философии.D., сопредседатель отделения неврологии ЦНИИ.
Кроме того, в обоих случаях активация нейронов заставляет их создавать идентичную молекулу-мессенджер, циклический AMP, что приводит к каскаду активности внутри клетки, которая либо создает, либо разрушает память, добавил Дэвис.
"Итак, как клетки узнают, что они получают сигнал забвения, а не сигнал захвата?? Это был огромный, непонятный вопрос," Дэвис сказал.
ЦНИИ профессор Кирилл Мартемьянов, к.D., и штатный научный сотрудник Икуо Масухо, Ph.D., обнаружили, что тип сигнального белка в нейронах играет роль. Масухо и Мартемьянов провели скрининг панели этих сигнальных белков, называемых G-белками, против клеток, которые экспрессируют два ключевых рецептора, которые, как известно, участвуют в памяти и забывании.
Команда TSRI обнаружила один G-белок, названный G-альфа-S, который прикрепился к нейронному дофаминовому рецептору, называемому dDA1, связанному с формированием памяти. Они обнаружили другой G-белок, названный G-альфа-Q, связанный с ближайшим дофаминовым рецептором под названием Damb, связанным с механизмом забывания.
Следующий вопрос заключался в том, могут ли эти два разных G-белка быть контроллерами памяти мозга мух. Чтобы выяснить это, исследователи заставили замолчать гены, участвующие в производстве белка G alpha Q у мух. Мухи с отключенным протеином подвергались воздействию запахов в неприятных ситуациях и отправлялись через лабиринты, чтобы проверить, насколько хорошо они помнят, как отворачиваться в присутствии запаха.
"Если вы удалили G alpha Q, мухи не должны забыть, и действительно, они не," Дэвис сказал. "Они запомнили лучше."
По его словам, у мух кажется, что некоторый уровень забывания – это постоянный и здоровый процесс.
"Идея состоит в том, что по мере того, как мы изучаем информацию, постоянно идет медленный процесс, который уничтожает воспоминания, и он продолжает уничтожать их, если другая часть мозга не сигнализирует о важности памяти и не отменяет ее," Дэвис сказал.
Возможно, процесс приобретения и забвения воспоминаний приливы и отливы в состоянии равновесия, сказал он. Важные воспоминания, такие как вкус маминого тыквенного пирога, могут остаться навсегда, но такие мелочи, как то, что вы носили 10 лет назад, могут исчезнуть без последствий.
"Если у вас слишком много старой и ненужной памяти, зачем хранить ее?? Почему бы вам не иметь систему их удаления для оптимальной работы мозга??" Дэвис спросил. "Мы получаем всю эту информацию, все это обучение в течение дня, и мозг может говорить: «Нет, нет, верни меня к моему базальному, моему счастливому состоянию».’"
Дэвис отметил, что многие вопросы еще предстоит решить. "Нам нужно выяснить, что находится ниже по течению – пройти по тропе, чтобы найти полную сигнальную систему для забывания," он сказал. "Мы очень рано в этом исследовании."