Память можно укрепить молекулярно-клеточными обучающими схемами

Не так давно исследователи из Техасского университета в Хьюстоне (США) выяснили, что нейроны лучше запоминают информацию, если придерживаться определённого расписания обучающих стимулов. Запоминание, как известно, зависит от синтеза определённых белков в нервных клетках. В этом случае для второго стимула можно подобрать такое время, когда новая волна активации генов войдёт, так сказать, в резонанс с волной от предыдущего стимула и улучшит запоминание. Иными словами, усовершенствует «запоминательный» белковый профиль в клетке. На основании данных о генно-белковой динамике учёные построили математическую модель, которая и позволила разработать «расписание уроков» для нейронов.

Нейробиолог Джон Бирн с коллегами и морским зайцем (фото The University of Texas Health Science Center at Houston).

В новой серии экспериментов та же научная группа под руководством Джона Бирна попробовала с помощью такой обучающе-стимулирующей методики продвинуться чуть дальше и предотвратить ухудшение памяти. Как и в предыдущей работе, эксперимент проводился с клетками моллюска Aplysia californica (он же морской заяц), нервная система которого благодаря своим крупным и разноцветным нейронам часто выступает модельным объектом в нейробиологических исследованиях.

Чтобы смоделировать ухудшение памяти, культуру нервных клеток обрабатывали веществом, ослаблявшим контакты между нейронами. Известно, что запоминание зависит от обмена информацией между нервными клетками, поэтому прочность памяти, особенно долговременной, определяется стойкостью межнейронных соединений. Чтобы сымитировать обучение, использовалось другое вещество, которое возбуждало нейроны. «Обучающие сеансы» с культурой клеток проводились по схемам, рассчитанным с помощью математической программы на основе расписания молекулярно-биохимических процессов в нейронах. Разные схемы предусматривали разные и нерегулярные интервалы между стимулами, от 5 до 50 минут.

Как пишут исследователи в Journal of Neuroscience, после пяти «обучающих сеансов», проведённых по таким «образовательным схемам», сила соединения между нейронами восстанавливалась. Причём стоит ещё раз подчеркнуть, что учёные использовали не лекарство, а просто раздражающее вещество. То есть систематические упражнения сами по себе способны оказывать благотворное влияние на память, возвращая нейронам прежнюю силу контакта. Схемы, созданные авторами работы, не просто помогают памяти, но и лечат её от повреждений.

Можно ли использовать этот метод при расстройствах памяти у человека? Его авторы считают, что можно, но придётся модифицировать технологию в соответствии с человеческими нейрохимическими особенностями. Ведь смысл заключается не столько в самих по себе умственных упражнениях, сколько в их расписании, распределении во времени. А чтобы сделать такое расписание эффективным для человека, нужно, чтобы оно соответствовало волнам молекулярно-генетической активности в наших нейронах.

Подготовлено по материалам Медицинского центра Техасского университета.