Установлен механизм формирования долгосрочной памяти

19.04.201117380
Ученые из Исследовательского Института Скриппса (The Scripps Research Institute) с помощью новейшего метода получения функционального оптического изображения биологических процессов изучили процесс формирования воспоминаний у распространенного вида плодовой мошки дрозофилы – известного модельного объекта биологии. Было выявлено изменение интенсивности потока ионов в особой группе нейронов насекомого, что имеет, по всей видимости, основополагающее значение при формировании долговременной памяти как у низших, так и у высших организмов. Результаты исследования были опубликованы 13 апреля 2011 года в журнале Journal of Neuroscience.

«Изучая процессы обучения и формирования долговременной памяти у плодовых мух, мы наблюдали, что во время этого процесса у нормальных насекомых увеличивается интенсивность потока ионов кальция в особую группу нейронов головного мозга. Этот поток не наблюдался у 26 разных мутантных видов плодовых мух с установленным нарушением долгосрочной памяти. Логично заключить, что увеличение потока ионов, которое мы называем «следом памяти», является отличительной характеристикой процесса формирования долгосрочной памяти» - объяснил руководитель исследования профессор Рон Дэвис (Ron Davis).

«След памяти», в сущности, представляет собой увеличение притока ионов кальция в цитоплазму определенных нейронов после того, как в области головного мозга насекомого, известной как «грибовидные тела», формируется долгосрочная память. Грибовидные тела представляют собой парные структуры большого размера в мозге насекомых, участвующие в процессах обучения и запоминания, главным образом, в формировании воспоминаний о запахах. Ученые сравнивают грибовидные тела насекомых с гиппокампом в мозге высших животных и человека. Гиппокамп, как известно, также отвечает за процессы обучения и формирования воспоминаний

«Увеличение притока кальция также происходит при воспроизведении процесса обучения у других животных. Похоже, что аналогичная зависимость наблюдается и у людей», - сказал Дэвис.

Измерение «следов памяти»

Ученые под руководством Рона Дэвиса применили метод получения функционального оптического изображения, являющийся новой технологией, используемой для изучения процессов обучения и формирования памяти. С помощью белковых сенсоров, которые начинают флюоресцировать при увеличении концентрации ионов кальция, было показано, что при запоминании запаха изменяется интенсивность потока ионов кальция в цитоплазму нейронов грибовидных тел в мозге дрозофилы. «Следы памяти» возникали одновременно с изменениями поведения насекомого.

Любопытно, что «следы памяти» возникали только при обучении, проводимом с временными интервалами, то есть тогда, когда насекомые неоднократно обучались с перерывами на отдых. Таким образом, для формирования долгосрочной памяти необходимо обучение с перерывами.

В предыдущем исследовании Дэвис и его коллеги показали, что обучение с перерывами не только вызывает у плодовой мухи образование «следа» долгосрочной памяти, но также то, что при таком обучении воспоминания у насекомых сохраняются от четырех до семи дней. У плодовых мух, обучение которых проводилось однократно, воспоминания сохранялись всего лишь на один день, а «след» долгосрочной памяти вообще не образовывался.

«Феномен обучения с перерывами свойственен всем видам. Никто не знает, почему именно такое обучение необходимо для формирования долгосрочной памяти. Кажется, будто что-то волшебное происходит в мозге в периоды отдыха», - считает Дэвис.


Ученые выявили изменение интенсивности потока ионов кальция в специфической группе нейронов у распространенного вида плодовой мухи, что имеет основополагающее значение при формировании долговременной памяти (Фото: Sebastian Kaulitzki / Fotolia).

По материалам:
Scripps Research Institute

Оригинальная статья:
David-Benjamin G. Akalal, Dinghui Yu and Ronald L. Davis. The Long-Term Memory Trace Formed in the Drosophila α/β Mushroom Body Neurons Is Abolished in Long-Term Memory Mutants. The Journal of Neuroscience, 13 April 2011, 31(15):5643-5647 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.3190-10.2011

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей