Епізодична пам'ять допомагає нам запам'ятати, «як пройти в бібліотеку». Для цього інформація повинна перейти з короткочасної пам'яті в довготривалу. Відомо, що анатомічно для цього потрібні гіпокамп і кора великих півкуль. Концептуально можливі два варіанти розвитку подій: спочатку короткочасна пам'ять кодується в гіпокампі, як більш «нижчому» центрі мозку, після передається на довгострокове зберігання в кору півкуль і стирається з гіпокампу. Другий варіант: епізодична пам'ять, навіть короткочасна, одночасно записується і в гіпокамп, і в кору головного мозку, а вже в останній з плином часу закріплюється. Як показують останні дослідження, опубліковані в, правильний варіант швидше за все другий.
Читайте цю та інші новини нейробіології на сайті Нейроновості
Інформація про те, які області мозку потрібні для пам'яті, почали з'являтися з 1950-х років. Наприклад, пацієнт з пошкодженим гіпокампом не міг формувати нові спогади, але зберігав старі. З цього випливає висновок, що гіпокамп потрібен для освіти, але не для збереження пам'яті. Подальші дослідження пацієнтів з амнезією показали, що і кора великих півкуль потрібна для збереження пам'яті.
Заковика полягала в тому, як на молекулярному рівні простежити ланцюжок подій, що ведуть до утворення пам'яті. Як спланувати експеримент, досить очевидно, але технічно здійснити аж ніяк непросто. Тому недавні дослідження з MIT читаються як путівник за останніми методами нейротехнологій - тут і оптогенетика, і кальцієва візуалізація, і мрія клітин на основі їх активності.
За допомогою цих методів вчені спочатку визначили енграми, які виникають у мишей при почутті страху. Енграми - це «слід» у мозку, нейронний ланцюжок, який виникає при формуванні пам'яті. Мишей поміщали в камеру, де їх піддавали електричному удару. У мозку при цьому утворювалася енграма, що включає в собі певні нейрони гіпокампа, префронтальної зони кори і мигдалевидного тіла (ця область мозку відповідальна за емоції).
Коли через день мишей поміщали назад у камеру, то миші в страху завмирали, при цьому з енграми активувалися тільки нейрони гіпокампа, нейрони кори не збуджуються. Якщо ж викликати страх штучним (більш сильним) шляхом - активувавши нейрони гіпокампа оптогенетично, за допомогою світла - то нейрони кори півкуль з енграми теж збудяться. Висновок з цього такий: перші, короткострокові спогади зберігаються не тільки в гіпокампі, але і в клітинах кори, але в корі вони ще в незрілій формі (тому і треба потужний сигнал, щоб ці спогади активувати).
Через два тижні нейрони кори дозрівали, змінювалася їхня анатомія і фізіологічні властивості, а нейрони з енграми гіпокампа, навпаки, замовкали. Тепер вже у мишей, що завмирають від страху при вигляді «камери тортур» активувалися в першу чергу клітини з енграми кори, для цього гіпокамп був не потрібен. Але в останньому «залишки» пам'яті все ж зберігалися: якщо активувати нейрони гіпокампа, збуджувався весь нейронний ланцюжок енграми, включаючи клітини кори.
Виходить, що пам'ять кодується паралельно і в гіпокампі, і в корі великого мозку. З часом, баланс зміщується в бік клітин кори - сигнал стає сильнішим, а в гіпокампі слабкіше. На жаль, нинішні методи дозволяють стежити за розвитком енграм тільки 20 днів. Враховуючи, що в гіпокампі кодуються дуже детальні риси пам'яті, а в корі зберігаються загальні риси спогаду, було б цікаво дізнатися, чи можна згадати (хоча б чисто теоретично), якого ж кольору була машина на дорозі по дорозі в бібліотеку 15 років тому.
Оригінал тексту на сайті «Нейроновості»