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.
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.
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.
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.
