Мозок чистить пам’ять за допомогою нових нервових клітин, Наука та життя
Нейрони, які виникають у результаті нейрогенезу, можуть грати у мозку двояку роль: з одного боку, вони покращують запам'ятовування нової інформації, з іншого – допомагають забути те, що мозок запам'ятав раніше.
Запам'ятовування інформації супроводжується утворенням міжнейронних контактів у мозку. Ці контакти, звані синапсами, організують нові нейронні ланцюжки, які, як вважається, є чимось на кшталт осередків пам'яті. Звідси можна зробити висновок, що чим більше синапсів, тим краще пам'ять, якщо ж синапси зникають, то і пам'ять погіршується.
А через що можуть зникнути синапси? По-перше, це може статися волею самої клітини і під дією інших її контактів – бажаючи оптимізувати свою роботу, нейрон відмовляється від одних сполук на користь інших. По-друге, очевидно, що синапси зникають із загибеллю самої нервової клітини, що знову ж таки супроводжуватиметься погіршенням пам'яті. Безліч клінічних спостережень це підтверджують: масове вимирання нейронів, яке відбувається або через травму мозку, або через якусь важку хворобу, призводить до того, що індивід втрачає здатність до навчання і забуває те, що з ним колись відбувалося .
Якщо зменшення чисельності нейронів шкодить пам'яті, чи означає це, що нових нейронів має її стимулювати? На перший погляд, так, однак, виявилося, що не все так просто: дослідники з Університету Торонто виявили, що нові нервові клітини іноді діють навпаки, допомагаючи мозку забути накопичену до цього інформацію. Поява нових нервових клітин називається нейрогенезом, і зараз у нас, як відомо, крім звичного нейрогенезу, пов'язаного з зростаючим, що формується мозком, є й інший, що триває все життя. Завдяки «дорослому»нейрогенезу у людини щодня з'являється близько 700 нових нервових клітин, які вбудовуються в нервові ланцюжки зубчастої звивини гіпокампу. Ця галузь мозку, гіпокамп, є одним із основних центрів пам'яті, так що логічно було б очікувати, що поява в ньому нових нервових клітин робить пам'ять тільки кращою. Дійсно, досліди на мишах показали, що пригнічення нейрогенезу погіршує здатність тварин до навчання: зокрема, вони перестають відчувати та запам'ятовувати відмінності між схожими ситуаціями та ситуаціями. З іншого боку, якщо у гризунів нейрогенез стимулювали, то тварини швидше вивчали нову інформацію, завдяки якій краще орієнтувалися на місцевості і виконували поведінкові тести.
Але кілька років тому Пол Френкленд (Paul Frankland) та його колеги з Університету Торонто виявили, що тварини з простимульованим нейрогенезом починають гірше виконувати деякі завдання – зокрема, для виконання яких потрібно було згадати деякі деталі з попередніх спроб. Результати дослідів були надто інтригуючими, щоб просто про них забути, і дослідники вирішили вивчити цей феномен більш щільно. У нових дослідах вчені вирішили поекспериментувати не лише зі «дорослим» нейрогенезом, а й із звичайним, який починається під час внутрішньоутробного розвитку та закінчується невдовзі після народження. Цей звичайний нейрогенез має свою динаміку: наприклад, у новонароджених поява нових нейронів у мозку прискорюється, проте незабаром інтенсивність цього процесу дуже падає. З іншого боку є таке явище як дитяча (інфантильна) амнезія, коли з мозку зникає пам'ять про те, що з нами відбувалося до 2-4 років. І ось дослідникам спало на думку перевірити, чи не пов'язана ця дитяча амнезія з нейрогенезною.спалахом у мозку новонароджених, який, на щастя для експериментаторів, відбувається як у людей, так і у мишей.
Для початку вчені з'ясували, чи є миші щось схоже на людську дитячу амнезію. Для цього 17-денних мишей (яких за рівнем розвитку можна зіставити з дітьми віком до року) поміщали на якийсь час у клітину, де їх слабо били струмом. Потім їх переносили назад у знайому клітину, але протягом наступних шести тижнів мишенят періодично поміщали в «катувальну камеру». Струменем їх при цьому вже не били.
Виявилося, що молоді миші швидко забувають негативний досвід і, опинившись у страшній клітці, жодних ознак страху, тривоги тощо не виявляють. Їх пам'яті вистачало на добу, все, що відбувалося раніше останніх 24 годин, мишенята забували. Але якщо такий же експеримент ставили з дорослими мишами, вони чудово запам'ятовували, що їх може чекати в електроклітині, і пам'ятали це навіть через місяць.
Тоді дослідники за допомогою фізичних вправ та хімічних препаратів простимулювали нейрогенез у дорослих мишей. (Нічого складного – виявляється, розподіл нервових клітин у дорослому мозку можна підстебнути, нагодувавши мишей Прозаком або поставивши їм у клітину біле колесо). І ось, коли інтенсивність появи нових нервових клітин у дорослих мишей збільшувалася на 100%, їхня забудькуватість ставала в буквальному сенсі дитячою: дорослі миші переставали «тримати в умі» негативний досвід, пережитий в електричній клітці; також вони починали гірше виконувати деякі завдання, що ґрунтуються на здатності згадувати.
Звичайно, велика спокуса екстраполювати ці дані на людину, але тут треба розуміти, що експерименти ставили на мишах, і так просто їх результати на людський мозок не пошириш. Потрібні спеціальнідослідження, спеціальні експерименти за участю, так би мовити, людського мозку, щоб зрозуміти, чи працює такий механізм у нас і наскільки взагалі великий його внесок у процеси запам'ятовування-забуття. Якщо такий механізм забування працює і в людини, то ми, можливо, отримаємо додатковий інструмент для управління нашою пам'яттю – потрібно буде тільки навчитися прискорювати або гальмувати нейрогенез. До речі, при депресії, як вважається, нейрогенез слабшає, і чи не з цим пов'язаний ефект від антидепресантів (до яких належить і Прозак)? Ці ліки серед іншого стимулюють утворення нових нейронів, пам'ять від цього змінюється, і негативні спогади, які робили свій внесок у депресію, можуть просто зникнути.
Втім, тут ще потрібно докладніше досліджувати процеси, що відбуваються з пам'яттю з появою нових клітин. Чому нові клітини допомагають "затерти" якусь інформацію? Можливо, тут справа знову-таки в синапсах: нові клітини утворюють нові міжнейронні сполуки, нові ланцюжки, адже відомо, що надлишок синапсів, надлишок нейронних ланцюгів погано позначається на роботі мозку, і сам мозок проводить велику роботу в собі, щоб позбутися зайвих міжклітинних сполук. Зайві нейронні ланцюги, наприклад, часто можна спостерігати при аутизмі та подібних до нього захворюваннях. Можливо, що поява таких зайвих ланцюгів у ході помірного, підконтрольного і строго дозованого самим мозком нейрогенезу допомагає мозку позбавлятися непотрібної інформації.