Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
10 декабря 2016, суббота, 07:54
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Оптогенетикой по памяти

Мышь
Мышь
Wikimedia Commons
 
Партнер проекта

Практически каждому человеку случалось вспоминать то, чего с ним никогда не происходило. Это приводит нас в замешательство, а кроме того, может иметь и более тяжелые последствия, например, если такие ложные воспоминания свидетеля в суде были взяты за основу для вынесения вердикта. Природа ложных воспоминаний и их возможные механизмы у человека до сих пор остаются не исследованными.

 
Сусуму Тонегава

Группе ученых из Массачусетского технологического института (Picower Institute for Learning and Memory, MIT) удалось искусственно создать ложные воспоминания у мышей. Работа была выполнена под руководством нобелевского лауреата 1987 г. Сусуму Тонегавы и опубликована в одном из ведущих научных журналов Science.

Ранее этой и несколькими другими научными группами было показано, что память о разных событиях хранится в определённых сетях нейронов, таким образом, в мозге существует множество памятных следов. Исследователям из лаборатории Тонегавы удалось идентифицировать нейроны, формирующие определенный памятный след у мыши и воздействовать на них с помощью технологии, которая называется оптогенетикой.

Считается, что такие памятные следы представляют собой сети распределённых по мозгу нейронов. В зависимости от типа памяти в них могут включаться нейроны различных структур. Однако ещё в середине XX века было показано, что существует структура мозга, которая критически необходимо для формирования и хранения долговременной памяти, - гиппокамп.

Исследователи из лаборатории Тонегавы искали следы памяти именно там. Их целью было показать, что активация специфических групп нейронов гиппокампа необходима для формирования и воспроизведения памяти. Для этого и была использована технология оптогенетики, которая позволяет искусственно «включать» и «выключать» группы нейронов с помощью света. Исследователи изменили геном нейронов гиппокампа, добавив ген, кодирующий белок каналородопсин, который активирует нейрон при воздействии синего света. Более того, этот ген был модифицирован таким образом, чтобы он начинал работать только при включении другого гена – с-fos, который необходим для формирования памяти и включается при попадании в новую ситуацию и обучении. Таким образом, в руках учёных появился уникальный инструмент – они могли пометить группы нейронов гиппокампа, включенные в формирование определённого памятного следа, а затем манипулировать ими, включая или выключая с помощью света.

 
Красным цветом окрашены клетки гиппокампа, которые вовлекались в формирование памятного следа

Впервые эта методика была опробована исследователями в работе, опубликованной в прошлом году. Мышей обучали бояться определённой обстановки (в камере, не знакомой животным, подавали слабый электрический ток). При таком обучении в нейронах гиппокампа начинает активно работать ген с-fos, а вместе с ним – искусственно внедренный ген каналородопсина. Таким образом, клетки, которые участвовали в формировании памятного следа о данной камере, были помечены светочувствительными белками.

На следующий день животных помещали совсем в другую камеру, в которой они до этого не были. Мыши вели себя спокойно, не показывая никаких признаков страха. Однако когда исследователи осветили клетки гиппокампа синим светом (в мозг животным вживляли специальные оптоволокна, проводившие свет), животные замирали, то есть демонстрировали реакцию страха. Это хорошо видно на видео, записанном исследователями: до включения света животные ведут себя спокойно и обследуют камеру, когда включается свет, мышь начинает замирать. Таким образом, ученым удалось реактивировать память о первой, страшной для мышей, камере.

В новой работе авторы пошли ещё дальше: они манипулировали такими памятными следами, чтобы создать у мышей ложную память.

 
Схема эксперимента: красный треугольник – камера А, серый квадрат – камера B. Круги снизу – клетки гиппокампа, красным цветом отмечены клетки, хранящие памятный след о камере А, а серым – о камере B. Молнией обозначен электрический ток

Вначале животных помещали в незнакомую камеру A, мыши обследовали её, в нейронах активировался ген с-fos, и клетки гиппокампа, связанные именно с этой камерой, оказались помечены светочувствительным белком. На следующий день, животных помещали в другую камеру B, значительно отличавшуюся от камеры А. Мышам подавали слабый электрический ток и одновременно освещали помеченные клетки гиппокампа, обращаясь таким образом к памятному следу о камере А. Когда на третий день животных снова посадили в камеру А, мыши боялись этой камеры, замирая в ней, хотя ничего страшного в ней никогда не происходило. Таким образом, исследователи сформировали у мышей ложную память. Более того, оказалось, что ложная память отчасти вытесняет истинную: при тестировании в камере B животные также боялись и замирали, но существенно меньше, чем в камере А. 

Несмотря на то, что исследователям в лаборатории Тонегавы удалось с помощью специальных манипуляций создать у животных ложную память, её природа и механизмы до сих пор остаются не выясненными. Остаётся надеяться, что учёные продолжат свою работу, и мы сможем не только понять, откуда берётся ложная память, но и научимся контролировать этот процесс.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM iPhone MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика Анастасия Волочкова «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы сердце сериалы Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.