Исследователи из Калифорнийского Университета в Санта-Барбаре (UC Santa Barbara) недавно продемонстрировали, каким образом на клеточном уровне в мозге возникают воспоминания. Их открытие, опубликованное в декабрьском выпуске журнала Neuron, может стать отправной точкой для разработки новых лекарственных препаратов, улучшающих память.

Команде ученых из Калифорнии впервые удалось доказать, что воспоминания формируются на уровне синапсов – соединений между нервными клетками.

«Когда мы узнаем что-то новое, когда у нас возникают воспоминания, в нашем мозге происходит множество событий, - говорит ведущий автор исследования профессор Кеннет С. Косик (Kenneth S. Kosik), ведущий в мире специалист по болезни Альцгеймера, - самым важным из этих событий является укрепление определенных межнейронных связей в мозге, которое происходит благодаря модификации синапсов. Укрепление синапсов – важнейший механизм, задействованный в обучении. Нам удалось частично раскрыть механизм того, каким образом это происходит».

При укреплении синапса в клетке происходит усиленный синтез определенных белков – в работе американских исследователей было показано, что этими белками, в частности, являются CaM-киназа и Lypla. Наблюдая за живыми нейронами крысы с помощью специального микроскопа, ученые установили, в каких именно областях синапса обнаруживаются синтезированные de novo белки.

«Когда нам что-то приходит в голову, когда мы о чем-то думаем или получаем информацию извне, видим что-то интересное или слушаем музыку, в головном мозге происходит активация определенных групп синапсов, - пояснил профессор Косик, - но самое интересное заключается в том, что следует за этой активацией. Чтобы проследить путь воспоминаний, нам пришлось работать на культурах клеток. Мы показали, что при активации синапсов в клетках начинает работать уже присутствующая в них РНК двух конкретных белков. В состоянии покоя РНК этих белков инактивирована специфическими РНК-белковым комплексом. В ответ на воздействие внешнего стимула этот ингибирующий комплекс разрушается, и РНК белков освобождается.

Ранее ученых ставило в тупик то, что они наблюдали в момент усиления синапса деградацию части белков и одновременный белковый синтез в клетке. Оказалось, что два эти процесса тесно взаимосвязаны, и никакого парадокса в действительности нет. Разрушение одних белковых комплексов в нейроне является сигналом к началу синтеза новых белков, ответственных за укрепление связей между нервными клетками.