Калифорнийские морские зайцы, ядовитые слизни, могут наследовать воспоминания сородичей, если ввести в их нервные центры молекулы РНК из мозга другого моллюска. Это радикально меняет представления ученых о природе памяти, говорится в статье, опубликованной в журнале eNeuro.

Калифорнийский морской заяц"Открытие того, что пересадка РНК от одного слизня к другому передает ему память первой особи, стало убедительнейшим доказательством того, что воспоминания могут храниться не только внутри синапсов, но и в чисто химическом виде. Все это говорит о том, что в будущем мы сможем подавлять старую память или записывать новую информацию в мозг при помощи РНК", — пишут Дэвид Гланцмэн (David Glanzman) и его коллеги из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).

Международная группа нейрофизиологов впервые смогла "перепрограммировать" мозг спящего грызуна таким образом, что у него сформировалась целая цепочка ложных воспоминаний и ассоциаций, что в перспективе может помочь бороться с целым букетом психических расстройств и наркоманией, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Neuroscience.

Феномен так называемой "перезаписи" памяти вызывает сегодня большой интерес среди наркологов и нейрофизиологов. Первые пытаются приспособить эту особенность человеческой и животной памяти для излечения психологической зависимости от наркотиков, вторые — изучают механизмы формирования и закрепления воспоминаний.

На сегодня больших успехов в этих областях так и не было достигнуто, так как часть приемов, работающих на животных, практически не действует на наркоманов. По этой причине многие нейрофизиологи считают, что "точечная" перезапись или вставка памяти в принципе не возможна в том случае, если речь идет о мозге человека или даже других животных.

Как заявляют авторы статьи, Карим Беншанан (Karim Benchenane) из Сорбонны (Франция) и его коллеги, на самом деле это далеко не так. По их словам, проблема заключалась в том, что все подобные эксперименты проводились на бодрствующих, а не спящих животных.

Дело в том, что память человека, мышей, обезьян и других млекопитающих консолидируется и обновляется в основном во время сна. Когда мы засыпаем, центр памяти в нашем мозге, так называемый гиппокамп, начинает циклически перерабатывать те воспоминания и впечатления, которые его обладатель пережил за день, формируя глубокие воспоминания.

Руководствуясь этой идеей, группа Беншанана проследила за активностью гиппокампа мышей во время сна и попыталась понять, как можно или перезаписать отдельные эпизоды в памяти, или же добавить несуществующие воспоминания в этот цикл.

Плодом этих усилий стал специальный компьютерный алгоритм, который позволял ученым связывать воспоминания о тех местах, которые посещал грызун, и о чем он вспоминал во сне с каким-то конкретным ощущением — болью, удовольствием, страхом и так далее. Ученые заведомо знали, о каком месте идет речь, так как они следили за активностью "центра навигации" в мозге грызуна во время бодрствования.
Используя эту программу, Беншанан и его коллеги "записали" в мозг мышей воспоминания об удовольствии, которое они якобы получали, когда посещали определенный уголок клетки, где они жили. Как показал эксперимент, эта операция завершалась полным успехом только в том случае, если ученые перезаписывали память у спящих, а не бодрствующих мышей.

По словам нейрофизиологов,  грызуны предпочитали проводить большую часть времени в той части клетки, на которую их "программировали" ученые во время сна. Через некоторое время, не получив "обещанного" удовольствия, мыши начинали избегать этой точки и постепенно забывали ложную ассоциацию.

Как считают авторы статьи, успешное завершение этого опыта открывает дорогу для экспериментов с точечными манипуляциями памятью и среди людей. Учитывая негативный опыт их коллег, Беншанан и его коллеги пока не уверены, будет ли работать подобная методика на человеке, учитывая дополнительные сложности в виде трансплантации электродов и возможные этические проблемы.

Источник: РИА Новости

Черви планарии известны своими уникальными регенеративными способностями: что им ни отрежь, всё отрастёт, даже голова, но самое интересное то, что при потери головы и её  дальнейшей регенерации, у них частично восстанавливается память.

Подробнее...

У всех животных есть память, а слоновья так вовсе вошла в пословицу. Животные помнят детали окружения, маршруты путешествий и т. д. Но у них нет того, что называется автобиографической памятью — той, что сосредоточена на собственном «я», когда индивидуум вспоминает что-то уникальное, единственное в своём роде, случившееся с ним. И точно так же у животных нет дара, который позволяет представить происходившие с ними прошлые события в будущем. Способность к таким ментальным путешествиям во времени свойственна исключительно человеку.

Орангутанги помнят, чем занимались несколько лет назад. (Фото Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology.)Или нет? Как пишут в Current Biology исследователи из Орхусского университета (Дания) и Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка (Германия), по крайней мере шимпанзе и орангутанги могут вырваться из настоящего и помыслить своё прошлое. В 2009 году зоологи заставляли нескольких обезьян из Лейпцигского зоопарка выполнять довольно сложное задание. Перед клеткой устанавливали платформу, на которой лежал банан. Добраться до плода можно было только с помощью длинной палки. Исследователи прятали две такие палки в двух разных коробках, а коробки — в двух разных отсеках клетки, причём только одна из палок была достаточно длинной, чтобы с её помощью можно было дотянуться до угощения. Шимпанзе и орангутанги видели, как зоологи прячут эти инструменты, после чего обезьянам позволяли самим добраться до орудия труда.

Каждая обезьяна выполняла задание четыре раза. При этом исследователи организовали эксперимент так, чтобы животные смогли понять и запомнить некие ключевые элементы тестовой ситуации, и даже не столько сами элементы, сколько их сочетание, которое позволило бы потом вспомнить ситуацию целиком. То есть в памяти у подопытных должен был отложиться, скажем, не запах или вкус банана, а характер задачи, плюс комната, в которой были спрятаны палки, плюс сама обезьяна, которая эту задачу решает.

В следующие три года те же шимпанзе и орангутанги выполняли в том же помещении ещё множество других заданий, отдельные из которых были похожи на то, первое, однако не повторяли его целиком: обезьянам нужно было, например, просто добраться до банана или найти нужный предмет в отсеках клетки. Наконец, в 2012 году зоологи вновь поставили перед обезьянами ту же задачу, что и три года назад: обнаружить банан и достать с помощью спрятанной палки правильной длины.

По словам Гемы Мартина-Ордаса, который вместе с коллегами устроил обезьянам это дежавю, животные почти мгновенно вспомнили, что от них требуется. Иными словами, шимпанзе и орангутанги хранили в памяти довольно специфическую ситуацию, в которую попадали в прошлом, и вспомнили, что при этом нужно делать.

Это можно отчасти сравнить с тем, как на нас наваливаются воспоминания из детства, когда мы приезжаем, например, в родной город, который давно покинули.

Трёхлетний срок, в течение которого обезьяны ничуть не забыли экспериментальную ситуацию, безусловно, впечатляет. Правда, чтобы с полным правом назвать это автобиографической памятью, нам нужно удостовериться, что у приматов, пусть и высших, есть осознание собственного «я», а в это сейчас — пока ещё — мало кто верит.

Стоит также заметить, что какие-то примеры эпизодической памяти демонстрируют сойки и крысы: первые помнят, куда спрятали орех, а вторые — как выплыть из водяного лабиринта. Однако эти задания всё же просты, и память о них у птиц и грызунов не может сравниться с трёхлетней памятью приматов.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Как и многие другие животные, мыши используют запах, чтобы пометить территорию, обозначить свой статус, привлечь полового партнёра. Давно замечено, что особой информативностью и привлекательностью для них служит их же моча: животные наведываются в «окроплённые» места снова и снова. Логично было бы предположить, что тут всё дело в летучих феромонах, однако мышей тянет к меткам мочи слишком долго, чтобы это можно было объяснить быстро выветривающимися веществами.

Белок дарцин заставляет мышей постоянно возвращаться на помеченное мочой место. (Фото George D. Lepp.)Исследователи из Ливерпульского университета (Великобритания) обнаружили в мышиной моче специфический компонент, который отвечает за необычайно долгую притягательность запаховых меток. В опытах самки мышей проводили в пять раз больше времени в тех местах, где помочился самец, причём животным достаточно было 10-минутного обнюхивания, чтобы потом возвращаться на это место в течение двух недель. При этом исследователи заметили одну особенность: мышей тянуло на помеченное место, если только они буквально потыкались в него носом. Дистанционное обнюхивание, пусть и с самого близкого расстояния, столь долгой и сильной тяги не вызывало. Иными словами, дело тут вовсе не в летучих феромонах (или по крайней мере не только в них).

В статье, опубликованной в Science, исследователи пишут о белке дарцине, который они обнаружили в мышиной моче и который служит причиной такой долгой тяги животных к помеченному месту. Сам белок известен уже лет семь, теперь же удалось показать его влияние на поведение животных. Дарцин, полученный в чистом виде в культуре клеток, вызывал ту же реакцию: мыши возвращались на «заколдованное» место чаще и дольше.

Вам кажется, что эта история проста и стоит внимания? Не спешите с выводами. Только вдумайтесь: один белок перестраивает пространственную память мышей, заставляет их помнить, где они с ним столкнулись. И для этого достаточно совсем недолгого контакта с меткой: вряд ли животные носят с собой запас дарцина, чтобы он периодически напоминал им о том месте, где они его нашли. И как в таком случае обстоят дела с несколькими метками из разных мест? Возможно, дарцин активирует какие-то нейронные механизмы, отвечающие за пространственную ориентацию, и мышь особенно хорошо запоминает то место, куда следует вернуться.

Исследователи при этом не отрицают, что тут могут играть роль дополнительные вещества, которые, например, сообщают о том, кто именно помочился — самка или самец. Впрочем, самцы стремятся к меткам других самцов с тем же усердием, что и самки: ведь это шанс перекрыть своей меткой метку конкурента.

Наконец, ещё пара вопросов, ответы на которые хотелось бы знать: есть ли у других животных подобные вещества и можно и создать такое соединение искусственно? Речь ведь не обязательно должна идти о пространственной памяти: можно представить себе какой-нибудь синтетический пептид, после «занюхивания» которого у человека резко улучшалась бы память, скажем, на иностранные языки.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Нейроны не могут самостоятельно оформить текущие переживания в долгую память. На помощь им приходят астроциты, которые снабжают нейроны дополнительным источником энергии.

Нейроны головного мозгаНейрофизиологи прояснили важный этап формирования в мозге долговременной памяти. Оказывается, чтобы информация о событии перешла из кратковременного отпечатка в длительное хранилище, нейронам необходим лактат – соль молочной кислоты. А получают его нейроны из соседних глиальных клеток, которые за свою звездообразную форму получили название астроцитов. Долгое время считали, что их единственная роль состоит в поддержании формы мозговой ткани, создании окружающей среды для нейронов. Потом узнали, что они играют важную роль в метаболизме нервных клеток. А в последнее время стало понятно, что астроциты участвуют в информационных процессах мозга.

Доказательство на крысах

Кристина Альберини (Cristina Alberini) и ее коллеги из медицинского факультета (Mount Sinai School of Medicine) Нью-Йорского университета показали на крысах роль лактата в памяти. Лабораторных грызунов обучали избегать камеры: в ней животные получали разряд электрического тока через решетчатый пол. Известно, что память об опасной камере хранится в мозге в течение нескольких недель, и крыса избегает заходить в помещение.

Ученые показали, что через некоторое время после обучения в пространстве вокруг нейронов гиппокампа крысы почти в два раза возрастает содержание лактата. Для этого биологи использовали метод прижизненного микродиализа (в область гиппокампа вживляют миниатюрную стеклянную канюлю и периодически исследуют ее содержимое).

Без лактата память короткая

Лактат поступает в нейроны из астроцитов, в которых он образуется как продукт расщепления гликогена. Это анаэробный (бескислородный) путь получения энергии. Он хорошо знаком людям, которые связаны с физическим трудом, а также спортсменам. Недостаток кислорода в крови приводит к избытку в мышечной ткани молочной кислоты, что вызывает порой довольно сильную боль.

Через клеточную мембрану лактат проходит с помощью специальных транспортных белков. В нейронах лактат служит источником энергии, окисляясь до пирувата.

Если перекрыть транспорт лактата из астроцитов в нейроны, то у крыс развивается амнезия. Чтобы подтвердить это экспериментально, ученые или блокировали расщепление гликогена, или удаляли из игры белки-транспортеры. Сразу после обучения крысы помнили об опасной камере, а через сутки – забывали. Следовательно, кратковременная память от блокировки не страдает, но в долговременную форму не переходит. Амнезия обратима: если лактат ввести непосредственно в мозг, то крысы вспоминают про опасность и избегают камеры с током. Интересно, что «кормление» нейронов глюкозой или другими источниками энергии к такому впечатляющему эффекту, как «кормление» их лактатом, не приводит.

Кратковременная и долговременная память различаются по своим механизмам, пишут авторы статьи в журнале Cell. Первая обеспечивается уже синтезированными белками и не требует специальной работы генов. А для долговременной памяти нужна активация сначала группы ранних генов, затем поздних генов и, в конечном счете, синтез новых белков. Все это требуется для изменения работы синапсов. В общем, долговременная память — очень энергозатратный процесс.

Средство для усиления синапсов

Измеряя электрическую активность нейронов гиппокампа, ученые обнаружили, что лишение клеток лактата делает невозможным так называемую длительную потенциацию – усиление синаптической передачи. По общепринятому мнению, именно усиление лежит в основе синаптической пластичности и долговременной памяти. Перестройка синапсов происходит только в присутствии лактата. Конечно, клеткам мозга необходимы кислород и глюкоза (на изменении потребления того и другого основаны современные методы функционального сканирования мозга). Но чтобы память закрепилась надолго, этого недостаточно, нужен еще и лактат. Кстати, ученые предполагают, что лактат используется не только как источник энергии, но и для координации нейронов и астроцитов между собой.

«Это неизвестный ранее механизм формирования долговременной памяти», — говорит Кристина Альберини. Она подчеркивает, что долговременная память – результат согласованной работы нейронов, астроцитов, а, возможно, и других клеток нервной ткани. Открытие важно не только для понимания работы мозга, но и для борьбы с нейродегенеративными заболеваниями и с возрастным ослаблением памяти. Ученые предполагают, что снижение лактатного транспорта – один из факторов, ведущих к гибели нейронов. Открывается новый путь для поиска лекарств. Впрочем, тропинка узкая — избыток лактата в мозге также ведет к патологии.

Источник: Infox.ru

Главной зоной памяти у нас в мозгу считается гиппокамп; учёные давно знают о его роли в превращении кратковременной памяти в долговременную.

Гиппокамп в разрезе (фото Lush Photo)Исследователи из Колумбийского университета (США) решили посмотреть, не участвует ли он в принятии решений. Добровольцы, участники эксперимента, должны были выполнить следующее. Сначала им показывали пары картинок, на которых лицо, часть тела или какой-нибудь ландшафт соседствовали с цветным кругом. Пары картинок были постоянными, то есть определённый круг всегда оказывался вместе с определённым ландшафтом. Во второй части эксперимента показывали только цветные кружки, но при этом некоторые из них нужно было выбирать: за это давали денежное вознаграждение.

Наконец, на третьем этапе испытуемым снова демонстрировали пары картинок, но круги шли отдельно от ландшафтов и лиц. И в каждой паре опять нужно было выбрать одну иллюстрацию, чтобы получить приз, но на сей раз выбор оставили на волю случая: человек не знал, что надо предпочесть.

Тут можно представить такую цепочку ассоциаций. Человек на третьем этапе должен выбрать картинку, но не знает, какую, и тогда он вспоминает первый этап, где это изображение было связано с каким-то кружком, который на втором этапе приносил бонус. Может быть, и картинка, с ним связанная, тоже даст награду?.. Участники эксперимента ничего такого не осознавали, но поступали именно так. И, что самое главное, эту цепочку подтверждало фМРТ-сканирование мозга: чем активней у человека работал гиппокамп на второй стадии («кружок — вознаграждение»), тем сильнее был ассоциативный выбор на третьей стадии эксперимента.

Большую роль также играло соединение гиппокампа с полосатым телом, входящим в состав системы подкрепления. То есть, когда нужно было сделать выбор, мозг обращался к памяти, а гиппокамп подсказывал решение, исходя из приятных ощущений системы подкрепления.

Особенно важно в этих данных то, что такие ассоциативные цепочки могут не осознаваться человеком, но при этом широко использоваться мозгом. Прошлые впечатления действительно влияют на наше поведение, и это, по-видимому, не выдумка психологов и психоаналитиков, а обычный принцип работы мозга.

Результаты исследований опубликованы в журнале Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Сон необходим человеку для консолидации памяти, сортировки впечатлений, полученных во время бодрствования, и записи их в долговременные нейронные цепи. Ведущую роль в этом играют три раздела мозга: неокортекс, энторинальная кора и гиппокамп.

Нейрон энторинальной коры (фото mikeeconomo)Во время сна эти зоны начинают интенсивный диалог, и, как считается, именно в этот момент происходит запись долговременной памяти. Причём ведущую роль в консолидации памяти отводили неокортексу и гиппокампу. Однако детали этого обмена информацией долгое время ускользали от учёных.

Нейрофизиологи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) сумели записать одновременную активность нейронов всех трёх вышеупомянутых участков мозга, что и позволило представить процесс обработки информации хотя бы в общих чертах.

Известно, что бóльшую часть сна неокортекс проводит в медленноволновой активности, периодически переходя из активного состояния в пассивное и обратно. На деятельность неокортекса реагирует энторинальная кора. Её можно разделить на внешнюю и внутреннюю. Так вот, по словам исследователей, внешняя часть полностью повторяет действия неокортекса: когда новая кора работала, активизировалась и внешняя часть энторинальной коры. Необычным было другое: когда неокортекс замолкал, тут же просыпалась внутренняя область энторинальной коры, как будто повторяя только что «сказанное» неокортексом. При этом активные нейроны внутренней части энторинальной коры побуждали к работе и гиппокамп. И наоборот: когда начинал активничать неокортекс, гиппокамп замолкал. То есть во время сна (а эксперименты ставились на спящих мышах) три зоны мозга, отвечающие за память, находятся в сложном диалоге, последовательность реплик в котором мы теперь немного представляем.

Странность полученных результатов состоит в том, что, как полагали ранее, энторинальная кора занимается исключительно кратковременной памятью. То есть она держит «в уме» только что полученный стимул. Например, если мы идём от одного человека с поручением к другому, то это поручение держится в энторинальной коре. Однако, как пишут исследователи в журнале Nature Neuroscience, эта зона кратковременной памяти активизировалась не только во сне, но даже под анестезией, когда никакие внешние стимулы до мозга уж точно не доходят. То есть в деле записи долговременной памяти энторинальная кора — полноправный участник.

Кроме того, как опять же считалось, в этом процессе ведущая роль принадлежит гиппокампу, который управляет активностью неокортекса. В действительности же всё, по-видимому, выглядит с точностью до наоборот: неокортекс дирижирует двумя другими партнёрами, которые подстраиваются под его ритмы и выслушивают его реплики, чтобы потом повторить.

Тут следует заметить, что есть клинические данные, которые подтверждают полученные результаты, хотя бы и косвенно. Например, болезнь Альцгеймера начинается с энторинальной коры, а её первые симптомы — нарушение именно долговременной памяти и сна. Полученные результаты, несомненно, имеют большое фундаментальное значение, но можно ли применить их к лечению расстройств памяти, исследователи пока сказать не могут.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В отличие от одомашненных животных, которые могут отличить одного человека от другого, о диких такого сказать нельзя. Обыкновенные сороки стали третьим видом птиц, которые способны узнать конкретного человека не по его запаху, голосу или одежде, а по лицу.

Самая обыкновенная сорокаОрнитологи из Сеульского национального университета (Южная Корея) в течение 15 лет исследовали популяцию обыкновенных сорок, обитавшую вблизи университетского кампуса. Каждую весну кто-нибудь из исследовательской команды проверял гнёзда сорок, чтобы оценить плодовитость и динамику популяции. Но в 2009 году в поведении сорок появились странности. Птицы стали преследовать и «ругать» того, кто поднимался на деревья с их гнёздами.

В этом, на первый взгляд, не было ничего удивительного, но учёные работали в паре, и птицы продолжали гнать от гнезда древолаза даже после того, как он отдал свою шапку оставшемуся внизу спутнику. Предполагалось, что сороки поведутся на этот трюк и отстанут от человека. Однако преследования продолжались даже после завершения работ. И, как вы уже догадались, объектом внимания птиц был именно непрошеный гость.

Любопытно, что птицы, чьи гнёзда не проверялись, в «травле» не участвовали.

Чтобы проверить, действительно ли дикие сороки могут узнавать конкретного человека, исследователи провели целенаправленный эксперимент. Два совершенно одинаково одетых человека приходили к сорокам, и один из них забирался к гнёздам. Во всех случаях сороки атаковали только того, кто покушался на их жилища, не обращая внимания на напарника.

Как оказалось, в последние три года обязанность считать по весне яйца и птенцов возлагалась на одного и того же человека. Поскольку сороки не отличаются хорошим обонянием, и расстояние между человеком и птицами всегда было не менее 10 метров, то выходило, что сороки запоминали человека «на глаз». Причём запоминали они, очевидно, лицо, потому что одежда участников эксперимента не различалась; кроме того, даже напарника древолазу подобрали с таким расчётом, чтобы у них были одинаковыми рост, сложение и походка.

Результаты исследований готовятся к публикации в журнале Animal Cognition.

Среди домашних животных конкретных людей могут распознавать чуть ли не все, от пчёл и приручённых ящериц до пингвинов и осьминогов. Но, как считается, тут всё дело в специфической среде и ежедневном наблюдении за людьми. Насчёт диких животных не было уверенности, что они могут узнать конкретного человека. Лишь в последнее время появились данные, что такой способностью обладают вóроны и пересмешники. И вот обыкновенные сороки стали третьим видом, способным узнавать нас в лицо.

Как говорят авторы работы, эту задачу сорокам облегчало то, что они жили всё-таки около университета, а потому могли постоянно видеть множество людей. Теперь учёные хотят выяснить, действительно ли на подобные способности диких животных влияет среда обитания и будут ли птицы, живущие вблизи городов, лучше распознавать людей, чем те, что обитают в диких, неокультуренных ареалах.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА