Ученые ответили на вопрос, почему у человека есть "вечные" воспоминания

Инновационное исследование ученых из Соединенных Штатов выявило механизм, позволяющий сохранять информацию в памяти на протяжении всех лет жизни человека. Основу этого процесса составляет белок KIBRA.

Фото: Wikipedia by DanaAlmutawaaa, CC BY-SA 4.0

Формирование воспоминаний является одним из наиболее актуальных направлений современных исследований в области биологии и медицины. Недавние исследования показали, что для долгосрочного сохранения памяти необходимо воспаление в мозге, а важную функцию в "закреплении воспоминаний" играет сон. Кроме того, стало известно, что во время отдыха мозг может не только обрабатывать информацию о прошлых событиях, но и делать прогнозы на будущее.

Ученые из Национального института здравоохранения (USA) задались вопросом, на который наука не могла ответить десятилетиями: почему человек способен точно вспоминать события из детства даже в пожилом возрасте? Что позволяет информации сохраняться в памяти столь долго? Описание открытого ими механизма было опубликовано в журнале Science Advances.

Давно было известно, что нервные клетки мозга, или нейроны, сохраняют информацию в форме сильных и слабых связей синапсов, определяющих работу нейронных сетей. Однако молекулы в синапсах непрерывно перемещаются, изнашиваются и заменяются в течение нескольких дней или даже часов. Именно из-за этого было неясно, как воспоминания могут сохраняться, оставаясь неизменными и стойкими.

Исследователи установили, что молекулы белка KIBRA (присутствующего в почках и мозге, связанного с хорошей и плохой памятью каждого человека) действуют как "соединительное звено" для других молекул, укрепляя воспоминания. В ходе эксперимента с участием мышей они изучили взаимодействие KIBRA с протеинкиназой Mzeta (PKMzeta) — основным ферментом, ответственным за укрепление нормальных синапсов у млекопитающих. Этот фермент играет важную роль в процессе формирования воспоминаний, но разрушается в течение нескольких дней.

Оказалось, что KIBRA становится "постоянным синаптическим маркером", присоединяясь к сильным связям синапсов и молекулам PKMzeta. Он не взаимодействует с слабыми связями, но помогает поддерживать сильные связи и привлекать к ним новые молекулы протеинкиназы Mzeta. При разрыве связи между KIBRA и PKMzeta старые воспоминания исчезают. Этот механизм объясняет результаты предыдущих исследований, демонстрирующих, что белок KIBRA улучшает память у мышей с болезнью Альцгеймера.

"Прежние попытки понять, как молекулы закладывают информацию в долговременную память, фокусировались на индивидуальных действиях отдельных молекул. Наше исследование показывает, как они взаимодействуют, обеспечивая непрерывное сохранение информации", — пояснили авторы нового исследования.

Ученые также отметили, что их исследование подтвердило концепцию, выдвинутую нейробиологом Френсисом Криком в 1984 году. Он предположил, что воспоминания сохраняются в мозге, несмотря на постоянные клеточные и молекулярные изменения, сравнивая это с кораблем Тесеем, где старые планки заменяют новыми, чтобы судно могло служить много лет.

Информация о том, как формируются и сохраняются воспоминания, поможет улучшить методы работы с неврологическими и психическими расстройствами памяти. Механизм "молекулярного соединителя" впервые с биологической точки зрения объяснил результаты предыдущих исследований в области памяти, значимых для современной медицины.