Нейроны, образующиеся в результате нейрогенеза, могут играть в мозге двоякую роль: с одной стороны,
они улучшают запоминание новой информации, с другой – помогают забыть то, что мозг запомнил раньше.
Запоминание информации сопровождается образованием межнейронных контактов в мозге. Эти
контакты, называемые синапсами, организуют новые нейронные цепочки, которые, как считается,
служат чем-то вроде ячеек памяти. Отсюда можно сделать вывод, что чем больше синапсов, тем
память лучше, если же синапсы исчезают, то и память ухудшается.
А из-за чего могут исчезнуть синапсы? Во-первых, это может произойти по воле самой клетки и под
действием других её контактов – желая оптимизировать свою работу, нейрон отказывается от одних
соединений в пользу других. Во-вторых, очевидно, что синапсы исчезают с гибелью самой нервной
клетки, что опять же будет сопровождаться ухудшением памяти. Множество клинических наблюдений
это подтверждают: массовое вымирание нейронов, которое происходит либо из-за травмы мозга,
либо из-за какой-то тяжёлой болезни, приводит к тому, что индивидуум теряет способность к
обучению и забывает то, что с ним когда-то происходило.
Если уменьшение численности нейронов вредит памяти, означает ли это, что появление новых
нейронов должно её стимулировать? На первый взгляд, да, однако оказалось, что не всё так просто:
исследователи из Университета Торонто обнаружили, что новые нервные клетки порой действуют
наоборот, помогая мозгу забыть накопленную до этого информацию. Появление новых нервных
клеток называется нейрогенезом, и сейчас у нас, как известно, кроме привычного нейрогенеза,
связанного с растущим, формирующимся мозгом, есть и другой, продолжающийся всю жизнь.
Благодаря «взрослому» нейрогенезу у человека каждый день появляется около 700 новых нервных
клеток, которые встраиваются в нервные цепочки зубчатой извилины гиппокампа. Эта область мозга,
гиппокамп, является одним из основных центров памяти, так что логично было бы ожидать, что
появление в нём новых нервных клеток делает память только лучше. Действительно, опыты на мышах
показали, что подавление нейрогенеза ухудшает способность животных к обучению: в частности, они
перестают чувствовать и запоминать отличия между сходными обстановками и ситуациями. С другой
стороны, если у грызунов нейрогенез стимулировали, то животные быстрее выучивали новую
информацию, благодаря которой они лучше ориентировались на местности и выполняли
поведенческие тесты.
Но вот несколько лет назад Пол Фрэнкленд (Paul Frankland) и его коллеги из Университета Торонто
обнаружили, что животные с простимулированным нейрогенезом начинают хуже выполнять
некоторые задания – в частности, те, для выполнения которых нужно было вспомнить некоторые
детали из прошлых попыток. Результаты опытов были слишком интригующими, чтобы просто про
них забыть, и исследователи решили изучить этот феномен поплотнее. В новых опытах учёные
решили поэкспериментировать не только со «взрослым» нейрогенезом, но и с обычным, который
начинается во время внутриутробного развития и заканчивается вскоре после рождения. У этого
обычного нейрогенеза есть своя динамика: например, у новорождённых появление новых нейронов
в мозге ускоряется, однако вскоре интенсивность этого процесса очень сильно падает. С другой
стороны, есть такое явление как детская (инфантильная) амнезия, когда из мозга исчезает память о
том, что с нами происходило до 2-4 лет. И вот исследователям пришло в голову проверить, не
связана ли эта детская амнезия с нейрогенезной вспышкой в мозге новорождённых, которая, к
счастью для экспериментаторов, происходит как у людей, так и у мышей.
Для начала учёные выяснили, есть ли у мышей что-то похожее на человеческую детскую амнезию
. Для этого 17-дневных мышей (которых по уровню развития можно сопоставить с детьми в возрасте
до года) помещали на время в клетку, где их слабо били током. Затем их переносили обратно в
знакомую клетку, но на протяжении последующих шести недель мышат периодически помещали в
«пыточную камеру». Током их при этом уже не били.
Оказалось, что молодые мыши быстро забывают негативный опыт и, оказавшись в страшной клетке,
никаких признаков страха, тревоги и т. д. не проявляют. Их памяти хватало на сутки, всё, что
происходило раньше последних 24 часов, мышата забывали. Но если такой же эксперимент ставили
с взрослыми мышами, они прекрасно запоминали, что их может ждать в электроклетке, и помнили
это даже месяц спустя.
Тогда исследователи с помощью физических упражнений и химических препаратов
простимулировали нейрогенез у взрослых мышей. (Ничего сложного – оказывается, деление нервных
клеток во взрослом мозге можно подстегнуть, накормив мышей Прозаком или поставив им в клетку
беличье колесо). И вот, когда интенсивность появления новых нервных клеток у взрослых мышей
увеличивалась на 100%, их забывчивость становилась в буквальном смысле детской: взрослые
мыши переставали «держать в уме» негативный опыт, пережитый в электрической клетке; также они
начинали хуже выполнять некоторые задания, основанные на способности вспоминать.
С другой стороны, исследователи попытались замедлить нейрогенез у новорождённых мышей и
посмотреть, что из этого получится. Сделать это было не в пример труднее: для этого понадобилось
генетически перестроить клетки-предшественницы нейронов, чтобы в них запускалась программа
самоуничтожения и они не успевали бы превратиться в действующие нейроны. Затормозить
появление новых нервных клеток у мышат удалось лишь на 50%, но даже так их поведение делалось
очень похожим на поведение взрослых мышей – в том смысле, что память мышат длилась уже не 24
часа, а целую неделю. Результаты экспериментов авторы работы опубликовали в журнале Science.
Конечно, большое искушение экстраполировать эти данные на человека, но тут надо понимать, что
эксперименты ставили на мышах, и вот так просто их результаты на человеческий мозг не
распространишь. Нужны специальные исследования, специальные эксперименты с участием, так
сказать, человеческого мозга, чтобы понять, работает ли такой механизм у нас и насколько вообще
велик его вклад в процессы запоминания-забывания. Если же такой механизм забывания работает и
у человека, то мы, возможно, получим дополнительный инструмент для управления нашей памятью
– нужно будет только научиться ускорять или тормозить нейрогенез. Кстати говоря, при депрессии,
как считается, нейрогенез слабеет, и не с этим ли связан эффект от антидепрессантов (к которым
относится и Прозак)? Эти лекарства среди прочего стимулируют образование новых нейронов,
память от этого меняется, и негативные воспоминания, которые вносили свой вклад в депрессию,
могут просто исчезнуть.
Впрочем, тут ещё нужно подробнее исследовать процессы, которые происходят с памятью при
появлении новых клеток. Почему новые клетки помогают «затереть» какую-то информацию?
Возможно, тут дело опять-таки в синапсах: новые клетки образуют новые межнейронные
соединения, новые цепочки, а ведь известно, что избыток синапсов, избыток нейронных цепей
плохо сказывается на работе мозга, и сам мозг проводит большую работу внутри себя, чтобы
избавиться от лишних межклеточных соединений. Лишние нейронные цепи, например, часто можно
наблюдать при аутизме и подобных ему заболеваниях. Возможно, что появление таких лишних
цепей в ходе умеренного, подконтрольного и строго дозируемого самим мозгом нейрогенеза
помогает мозгу избавляться от ненужной информации.
По материалам ScienceNow.
Источник: www.nkj.ru
Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/24327/?fb_action_ids=752302421467557&fb_action_types=og.recommends (Наука и жизнь, Мозг
чистит память с помощью новых нервных клеток)
