Тайны памяти: как мозг решает, что забыть, а что сохранить на всю жизнь
Ученые выяснили, как мозг решает, какие воспоминания сохранить навсегда. Новое исследование показывает, что за долгосрочную память отвечают не переключатели, а система молекулярных «таймеров».
Каждый день наш мозг сталкивается с потоком впечатлений, эмоций и информации. Почему одни воспоминания остаются с нами на десятилетия, а другие стираются за считанные часы? Ученые долго считали, что за долговременную память отвечает своеобразный «переключатель» в коре головного мозга. Однако новые исследования показывают, что всё устроено гораздо сложнее и интереснее.
Парадигма сменяется: от переключателей к молекулярным таймерам
Традиционная модель памяти разделяла её на кратковременную (гиппокамп) и долговременную (кора головного мозга). Считалось, что некоторые воспоминания, словно по щелчку выключателя, переносятся в долговременное хранилище и остаются там навсегда. Эта модель не могла объяснить, почему одни долгие воспоминания длятся недели, а другие — всю жизнь.
Прорыв в понимании этого процесса совершила группа учёных под руководством Прии Раджасетхупати из Лаборатории нейродинамики и познания семьи Сколер Хорбах. Их работа, опубликованная в журнале Nature, предлагает новую концепцию: долговременная память формируется не единовременно, а через последовательность молекулярных программ, работающих как набор таймеров.
Открытие центрального пути: роль таламуса
В 2023 году Раджасетхупати и её коллеги описали ключевую нейронную цепь, связывающую системы кратко- и долговременной памяти. Центральным элементом этого пути оказался таламус — глубоко расположенная структура мозга, выполняющая роль «диспетчера». Он помогает оценить важность воспоминания и направить его в кору для окончательной стабилизации. Это открытие поставило новый вопрос: какие молекулярные процессы в таламусе и коре решают судьбу памяти?
Эксперимент в виртуальной реальности: повторение как ключ к важности
Чтобы это выяснить, команда создала для мышей виртуальную реальность, в которой те формировали конкретные воспоминания. Меняя частоту повторения тех или иных событий, учёные могли искусственно создавать у мышей более стойкие или более слабые воспоминания. Повторение в этом эксперименте служило аналогом значимости события для мозга.
Затем, с помощью платформы на основе технологии CRISPR, исследователи избирательно «отключали» активность определённых генов в таламусе и коре. Это позволило увидеть прямую причинно-следственную связь: удаление конкретных молекул напрямую влияло на то, как долго память сохранялась.
Три регулятора долговечности
Учёные идентифицировали три ключевых транскрипционных фактора (белка, регулирующих активность генов), критически важных для поддержания памяти: ☑️ Camta1 и Tcf4 в таламусе.
☑️ Ash1l в передней поясной коре (часть коры больших полушарий).
Эти молекулы не нужны для самого формирования воспоминания, но абсолютно необходимы для его сохранения.
Как работает система таймеров?
1️⃣ Ранняя фаза: Воспоминание формируется в гиппокампе. Быстродействующий «таймер» Camta1 и его мишени помогают сохранить эту раннюю, хрупкую память. Если следующий этап не запускается, память быстро исчезает.
2️⃣ Фаза укрепления: Постепенно активируется Tcf4. Он запускает программы, укрепляющие клеточные связи и обеспечивающие структурную поддержку памяти, усиливая связь между таламусом и корой.
3️⃣ Фаза стабилизации: Включается Ash1l в коре. Он инициирует ремоделирование хроматина (упаковки ДНК), что приводит к долгосрочным изменениям в работе нейронов, фиксируя память в её окончательном, стабильном состоянии.
«Если вы не переводите воспоминание на эти таймеры, вы запрограммированы быстро его забыть», — поясняет Прия Раджасетхупати.
Универсальный механизм жизни
Интересно, что открытые механизмы не уникальны для мозга. Ash1l принадлежит к семейству гистон-метилтрансфераз — белков, которые помогают сохранять «память» и в других биологических системах.
В иммунной системе они помогают организму помнить прошлые инфекции.
В процессе развития организма они помогают клетке «помнить», что она стала нейроном или мышечной клеткой, и сохранять эту идентичность.
«Мозг, возможно, использует эти повсеместные формы клеточной памяти для поддержки когнитивных воспоминаний», — отмечает учёный. Это говорит о глубокой эволюционной консервативности принципов сохранения информации.
Перспективы для медицины
Это открытие прокладывает путь для новых подходов в лечении заболеваний, связанных с потерей памяти, таких как болезнь Альцгеймера. Если нейроны гиппокампа (первичной области формирования памяти) повреждены, возможно, получится «перенаправить» процесс консолидации памяти, задействовав обходные пути через таламус и кору.
«Если мы знаем вторую и третью области, важные для объединения (упрочения) памяти, и у нас происходит гибель нейронов в первой области, возможно, мы можем обойти повреждённый регион и позволить здоровым частям мозга взять на себя его функцию», — говорит Раджасетхупати.
Что дальше?
Следующая задача команды — понять, как именно активируются эти молекулярные таймеры и что определяет их продолжительность. Ключевой вопрос: как мозг оценивает значимость воспоминания и принимает решение о сроке его хранения? Всё больше данных указывает на таламус как на центральный хаб в этом процессе принятия решений.
«Нас интересует жизнь воспоминания после его первоначального формирования в гиппокампе, — заключает исследовательница. — Мы считаем, что таламус и его параллельные потоки связи с корой играют в этом центральную роль».
Таким образом, память предстаёт не статичным архивом, а динамичным, живым процессом, управляемым сложным молекулярным оркестром, где каждый инструмент вступает в свой момент, чтобы определить, что из нашего опыта станет частью нас самих.
Создано: 01.12.2025 09:31:31