19 февраля 2020, среда, 14:33
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

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

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. 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, 1998–2020.