В поисках данных, которые могут привести к новым методам лечения когнитивных расстройств, ученые Института обучения и памяти Пиковера при Массачусетском технологическом институте неожиданно выяснили, как мозг формирует воспоминания о том, что было увидено.
В статье, опубликованной на этой неделе в Nature Neuroscience, команда ученых под руководством Марка Беара, профессора неврологии в Пиковере, показала, что искомые изменения происходят в первичной зрительной коре. В ходе экспериментов мыши учились отличать новые зрительные раздражители от старых. Манипуляции, которые препятствовали свершению изменений в зрительной коре, также блокировали образование воспоминаний.
Нарушения в обнаружении и распознавании знакомых визуальных элементов и паттернов свидетельствуют об определенных нервно-психических расстройствах, включая аутизм и шизофрению. С новыми открытиями «у нас есть возможность исследовать, как генные мутации, которые вызывают или увеличивают риск этих заболеваний, нарушают механизмы зрительной памяти», говорит Беар. «Мы ожидаем, что эти знания помогут найти совершенно новые подходы к лечению этих заболеваний».
Чтобы понять физическую основу памяти, исследователи стремятся определить, где и как происходят изменения мозга в процессе обучения — это весьма сложная задача.
Ведущий автор исследования, ученый Сэмюель Кук, показал, что мыши пытаются изучить зрительный раздражитель, которого раньше не испытывали, но останавливаются, когда тот же самый раздражитель становится знакомым. Ученые обнаружили, что по мере того, как стимул становится знакомым, изменяется синаптическая передача в первичной зрительной коре. Предотвращение или обращение вспять этой синаптической пластичности в зрительной коре оставляет животных не в состоянии различить знакомые зрительные стимулы от новых.
Ранее первичная зрительная кора рассматривалась как «первый реагирующий фронт» на визуальные раздражители, которые быстро передают информацию к регионам мозга высшего порядка для интерпретации и хранения памяти.
«Исследование указывает на зрительную кору в качестве инструмента обучения и памяти, способного хранить простые, но принципиально важные воспоминания, — говорит Кук. — Наша работа подает большие надежды на будущее, поскольку предполагает, что у нас может быть шанс непосредственно наблюдать, как нейроны претерпевают длительные изменения и образуют простую и экспериментально ограниченную память».
Беар ожидает, что результаты удивят неврологов.
