Відновлення нейронів передніх ядер таламусу дозволило старим мишам успішніше виконувати завдання на просторову робочу пам'ять, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі PNAS. Вченим вдалося вибірково активувати клітини цієї області мозку і визначити ланцюг передачі сигналу при роботі цього типу пам'яті. У цей ланцюг увійшли також нейрони пресубікулуму гіпокампа і енторіальної кори.
Старіння клітин мозку пов'язують з погіршенням багатьох когнітивних можливостей: прийняття рішень, пам'яті, орієнтації в просторі та інших. Зокрема, дослідження показують, що з віком слабшають функціональні зв'язки в клітинах ядер переднього таламусу - області мозку, яка бере участь у формуванні відразу декількох типів пам'яті. Так, частина цих ядер - антеродорсальні, розташовані в задній частині - пов'язали з контекстуальною пам'яттю та її специфічністю, а також пояснили їхню роль у розвитку шизофренії. А ось про функції антеродорсальних ядер таламусу у формуванні пам'яті досі відомо було мало.
Дослідники з інститутів Броуда і Макговерна в Кембріджі під керівництвом Діраджа Роя (Dheeraj S. Roy) вивчили роботу цих ядер у мишей і їх зв'язок з робочою пам'яттю. Для цього вчені створили трансгенних тварин, в яких могли контролювати роботу генів антеродорсальних ядер таламусу. Спочатку біологи вбудували в геном тварин ген рекомбінази Cre - ферменту, який «вирізає» ділянки ДНК між певними послідовностями. Щоб така система працювала тільки в клітинах ядер таламусу, ген рекомбінази поєднали з промотором гена - він активний тільки в цій області мозку. За допомогою рекомбінази вченим вдалося активувати ген іонного каналу, який відкривається у відповідь на зелене світло. Таким чином біологи вибірково активували потрібну частину нейронів таламусу за допомогою зеленого лазера, спрямованого прямо на мозок через отвір у черепі.
Коли потрібну лінію мишей нарешті отримали, тваринам запропонували пройти тест на робочу пам'ять: їх помістили в початок Т-подібного лабіринту, щоб ті вибрали шлях в один з рукавів. Після цього тварин поміщали в лабіринт знову і винагороджували їжею, якщо ті вибирали протилежний рукав. Таким чином, миші використовували свою робочу пам'ять - запам'ятовували, в якому рукаві були тільки що, щоб вибрати протилежний. Експерименти показали, що тварини гірше виконували тест, коли нейрони антеровентральних ядер не були активні (p < 0,05) - тобто підтвердили їхню роль у механізмах робочої пам'яті.
Щоб дослідити ланцюг передачі сигналів від антеровентральних ядер, вчені перевірили ще кілька областей - також придушили активність клітин у них і провели експеримент з лабіринтом. Єдиним регіоном, відключення якого вплинуло на проходження тесту, став парасубікулум гіпокампа - область, яка повідомляється з енторіальною корою. Оскільки енторіальна кора відома своїм зв'язком з робочою пам'яттю, дослідники припустили, що саме ланцюжок з нейронів антеровентральних ядер, парасубікулуму та енторіальної кори і відповідальний за цю когнітивну функцію. Це підтвердили і експерименти - відключення нейронів енторіальної кори, що входять в цей ланцюг, також завадили мишам правильно вибрати рукав лабіринту.
Нарешті дослідники спробували відновити робочу пам'ять у старих чотирнадцятимісячних мишей, додатково стимулюючи антеровентральні ядра таламусу. Виявилося, така стимуляція дійсно «рятує» пам'ять мишей і ті проходять лабіринт також добре, як і молоді миші двох місяців (p < 0,05).
Робоча пам'ять пов'язана ще й з багатьма іншими когнітивними і фізіологічними функціями. Так, наприклад, нещодавно вдалося показати, що увага і робоча пам'ять процесуються в префронтальній корі однаково. Також вчені вважають, що надмірне завантаження робочої пам'яті може заважати зосередитися.