Поміщення мікроскопічних піддослідних нематод на кригу вберегло їхні спогади від забування, яке за звичайних умов відбувається усього за кілька годин. Причому ефект спостерігався лише за умови, якщо тварин помістити в холод раптово, не даючи пристосуватися. Це означає, що нематоди здатні надовго зберігати спогади, але з якоїсь причини не використовують цей механізм. Його вивчення може допомогти краще зрозуміти, як формуються і зберігаються спогади, зокрема у людей. Дослідження опубліковане на bioRxiv.
Нематоди C. elegans. Heiti Paves / Science Photo Library
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Як вчені дійшли до заморожування нематод?
Механізми формування та стирання спогадів значною мірою ще не вивчені. Із дослідів на тваринах вчені з'ясували, що принаймні частково пам'ять регулюється генетично, однак на неї також мають вплив фактори довкілля. Якщо розібратися, як саме і якою мірою середовище може впливати на пам'ять, можна було б зрозуміти, як запобігти чи сповільнити порушення пам'яті у людей.
При дослідженнях пам'яті вчені часто використовують нематод C. elegans. Ці зручні у розведенні мікроскопічні тварини мають усього 302 нейрони, але здатні навчатися та утворювати спогади. Наприклад, формувати асоціації із запахом та неприємним стимулом. Щоправда, такі спогади вони забувають зазвичай за кілька годин. Але оскільки у C. elegans з нервовою системою пов'язане і пристосування до холоду, то вчені припустили, що піддавання тварин зниженій температурі може вплинути і на їхню пам'ять. Тож вони протестували це у наступних дослідах.
Як вивчали пам'ять нематод у холоді?
Науковці спершу використали вже звичайний підхід із формування у нематод асоціацій із запахом. Коли тварин піддавали недовгим періодам голодування, на них впливали запахом, що зазвичай їм подобався. Від цього нематоди стали пов'язувати його з несприятливими умовами і починали уникати його. Та за 2-3 години вони про це забували й знову тягнулися на улюблений запах. Однак цього разу одразу після формування асоціації вчені поміщали тварин на кригу або ж поступово знижували температуру.
Як з'ясувалося, замерзлі щонайменше на 16 годин нематоди все ще уникали запаху, який пов'язали з голодуванням. Такого не спостерігали у тварин, яких охолоджували поступово. Однак після того, як нематод забрали з криги, процес стирання спогадів запустився. Протягом наступних трьох годин тварини вже забули асоціацію.
Вчені також виявили, що подібний до холоду вплив має і медикамент літій, що впливає на нейрони, залучені до холодової витривалості у нематод. Оброблені літієм тварини переставали забувати асоціацію із запахом, навіть якщо їх поміщали в умови кімнатної температури. Як у випадку з холодом, так і у випадку з літієм, збереження спогадів супроводжувалося зниженням рівнів диацилгліцеролу, який вчені назвали перемикачем забування.
Що змінюють нові результати?
Результати нового дослідження ставлять перед вченими низку відкритих запитань. Одним із них є те, чому тварини швидко забувають інформацію, якщо мають можливість її пам'ятати. Імовірно, що явище обумовлене свого роду компромісом, за якого утримання спогадів протягом довгого часу забирає недоцільно багато ресурсів від інших, важливіших процесів. Вивчення цього питання може допомогти зрозуміти, як зберігати людям пам'ять при вікових і нейродегенеративних станах.
Іншим важливим аспектом дослідження є вплив на пам'ять літію, що вже десятиліттями використовується як препарат першої лінії при лікуванні у людей біполярного розладу. Можливо, вивчення його впливу на нематодах допоможе уточнити механізм його дії та покращити лікування психічних порушень.
- Нещодавно дослідження на мишах показало, що мозок може зберігати найперші спогади із дитинства. При цьому більшість їх не пам'ятає лише тому, що втрачається механізм відтворення спогадів. Але мишам його вдалося повернути активацією. групи нейронів.