24.10.2013

Повторение выученного происходит без перестроек межнейронных связей

Во время учёбы между нейронами образуются синапсы, гарантирующие, что получаемая информация запишется в новую нейронную цепочку. И при повторении пройденного происходит лишь укрепление прежних связей — без формирования новых.

На мембране нейронных дендритов часто можно обнаружить крохотные выросты, которые могут принимать самые разные формы. Эти выросты называются дендритными шипиками, и считается, что они служат чем-то вроде протосинапса: там, где есть шипик, дендрит с большой вероятностью может образовать синаптическое соединение с другим нейроном.

Это значит, что шипики играют огромную роль в динамике нейронных сетей, и характер изменений самих дендритных выростов интенсивно изучается, особенно в контексте приобретения мозгом новых моторных навыков и формирования памяти.

Исследователи из Института молекулярной патологии в Вене (Австрия) решили посмотреть, как будут вести себя дендритные шипики, если мозг сначала научить чему-нибудь, а потом заставить вспомнить. Лабораторных крыс натаскивали на боязнь определённого звукового сигнала; одновременно учёные следили за динамикой дендритных шипиков на индивидуальных нейронах с помощью двухфотонного микроскопа.

Как и ожидалось, при обучении облик нейрона менялся: у клеток слуховой коры появлялись новые места для формирования синапса, и места эти были отмечены шипиками. Синапсы, которые при этом образовывались, были долговременными, что свидетельствовало о сформировавшейся памяти.

Однако исследователей интересовала не столько первоначальная запись информации в мозг, сколько то, как ведут себя нейроны при обновлении такой информации, когда её нужно вспомнить. До сих пор считалось, что обращение к памяти вызывает в нейронах такие же молекулярные и клеточные перестройки, что и при первоначальном запоминании. Однако, как пишут авторы работы в PNAS, в их опыте всё было иначе: когда крысам спустя неделю опять давали послушать пугающий сигнал, в нейронах слуховой коры никаких значительных изменений не происходило. То есть некая молекулярно-клеточная реакция, конечно, фиксировалась, но без крупных анатомических перестроек.

Учёные делают вывод, что манипуляции с информацией, после того как она была записана, ведут лишь к дальнейшей стабилизации уже установившихся связей-синапсов, но не к их перестройке и образованию новых. В будущем эти данные, возможно, пригодятся при лечении расстройств памяти, при создании соответствующих лекарств и т. п.

Что же до расхождения с предыдущими результатами, то тут, возможно, ошибочные выводы могут происходить из-за того, что учёные не всегда располагают технологией, которая позволяет точно оценивать количественный характер изменений в нейронах, происходящих на молекулярно-клеточном уровне.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.r