Биологи объяснили, как некоторые воспоминания сохраняются на всю жизнь

Инновационное исследование американских ученых обнаружило механизм, позволяющий сохранять информацию в памяти на протяжении всей жизни человека. Основную роль играет белок KIBRA.

Формирование памяти — одна из самых горячих тем современных исследований в биологии и медицине. Недавние исследования показывают, что долговременная память невозможна без воспаления в мозге и что сон играет важную роль в «кристаллизации памяти». Кроме того, известно также, что в состоянии покоя мозг не только способен обрабатывать информацию о прошлых событиях, но и способен предсказывать будущее.

Исследователи из Национальных институтов здравоохранения решили вопрос, на который наука не могла ответить на протяжении десятилетий: почему человек может точно помнить события детства даже в пожилом возрасте? Что позволяет воспоминаниям оставаться в памяти так долго? Описание открытого ими механизма было опубликовано в журнале Science Advances.

Давно известно, что нервные клетки головного мозга (нейроны) хранят информацию в памяти в виде сильных и слабых синаптических структур, определяющих функцию нейронных сетей. Но молекулы в синапсах постоянно движутся, изнашиваются и заменяются в течение дней или даже часов. Из-за этой характеристики неясно, как воспоминания могут сохраняться, не изменяясь и не исчезая.

Ученые обнаружили, что молекула белка KIBRA, расположенная в почках и мозге и связанная с памятью каждого человека, может действовать как «клей» для других молекул, улучшая память. В эксперименте на мышах исследователи изучали, как KIBRA взаимодействует с протеинкиназой Мзета (PKMzeta), важнейшим ферментом, укрепляющим нормальные синапсы у млекопитающих. Он играет жизненно важную роль в формировании воспоминаний, но может быть уничтожен в течение нескольких дней.

Оказывается, KIBRA действует как «постоянная синаптическая метка», прикрепляясь к сильным синаптическим молекулам и молекулам PKMzeta. Он избегает слабых синапсов, но помогает сильным синапсам поддерживать слабые синапсы и привлекать новые молекулы протеинкиназы Mzeta. Если связь КИБРА-ПКМзета потеряется, старые воспоминания исчезнут. Именно этот механизм объясняет предыдущие открытия, согласно которым белок KIBRA улучшает память у мышей с болезнью Альцгеймера.

«Предыдущие попытки понять, как молекулы хранят информацию в долговременной памяти, были сосредоточены на индивидуальном поведении отдельных молекул. Наше исследование показывает, как они работают вместе, обеспечивая постоянное хранение информации», — объясняют авторы нового исследования.

Ученые также отметили, что их исследование подтвердило концепцию, предложенную нейробиологом Фрэнсисом Криком в 1984 году. Он предположил, что, несмотря на постоянные изменения в клетках и молекулах, воспоминания сохраняются в мозгу, как корабль Тесея. При котором старые доски заменяются новыми, чтобы корабль мог работать долгие годы.

Информация о том, как формируются и хранятся воспоминания, улучшит лечение неврологических и психиатрических расстройств памяти. Механизм «молекулярного клея» впервые объясняет с биологической точки зрения предыдущие результаты исследований памяти, которые имеют большое значение для современной медицины.