Как долго живут воспоминания в нашем мозгу и какие факторы влияют на продолжительность

Идея о том, что память работает как простой переключатель — сохранить или удалить, — всегда была удобной, но довольно упрощенной. Новое исследование от Семейная лаборатория нейронной динамики и познания Сколера Хорбахаво главе с Прия Раджасетупатипоказывает, что реальность гораздо сложнее: долговременные воспоминания зависят не от одного биологического механизма, а от последовательности процессов, образующих то, что исследователи называют цепочкой молекулярных хранителей времени. Система, которая активируется одновременно в разных частях мозга и действует как многослойный запрограммированный по времени фильтр, решая, какой опыт останется, а какой потерян.

На протяжении десятилетий доминирующая теория утверждала, что путь памяти проходит через диаду гиппокамп-кора: именно здесь опыт сначала формируется, а затем консолидируется и становится долговременным. Эта модель многое объяснила, но оставила после себя важнейший вопрос: что определяет продолжительность памяти? Почему некоторые выживают десятилетиями, а другие исчезают за считанные дни?

В 2023 году в эту картину пришла первая трещина: было сделано открытие, которое подчеркнуло роль таламуса не только в «собирании» опыта, но и в транспортировке его в кору для хранения. Новая работа идет еще дальше, точно отображая, как различные гены последовательно активируются, чтобы сохранить или потерять отпечаток в мозге.

Неожиданностью стал эксперимент с мышами в среде виртуальной реальности. Там исследователи могли контролировать, как часто повторяются определенные переживания, а затем проверять, как долго животные запоминают то, что они испытали. Продолжительность памяти заметно различалась от мыши к мыши, что побудило команду изучить, какие молекулярные сигнатуры появляются в гиппокампе, коре головного мозга и особенно в таламусе у наиболее «эффективных» животных с памятью.

Однако, чтобы отличить то, что на самом деле вызывает сохранение памяти, а что является просто ассоциацией, исследовательская группа использовала специализированная платформа CRISPR, разработанная Селин Чен. С его помощью они отключили целевые гены в таламусе и коре головного мозга. Результат был показательным: когда определенные гены были «удалены», продолжительность памяти резко сокращалась. Еще более впечатляющим было то, что каждая молекула была связана с разным временным этапом. Некоторые повлияли на воспоминания в первые дни, другие на последующие недели, а третьи сохранили воспоминания в течение долгого времени.

На основе данных разворачивается трехфазная модель, действующая как линейная дубинка. Сначала, после создания памяти в гиппокампе, в игру вступает Камта1который активирует гены, стабилизирующие отпечаток. На второй фазе Tc4 усиливает сплоченность между нервными клетками, обеспечивая структурную поддержку сформированной сети. Заключительный этап включает в себя Эш1лкоторый управляет более глубокими эпигенетическими механизмами, ремоделируя хроматин так, что память остается доступной в течение очень долгого времени. Переход от одной фазы к другой не гарантирован; если что-то прерывается, память просто уменьшается.

ИЛИ Раджасетупатия описывает это удачным образом: память не «включается» переключателем, а строится посредством оркестра процессов, которые работают последовательно, но также и в нескольких областях мозга. Это не только пересматривает наше представление о долговременной памяти, но и открывает новые возможности для изучения условий, при которых память нарушается. Если мы поймем, как работают эти молекулярные таймеры, однажды мы сможем активировать их, когда воспоминания начнут исчезать.