Рождение новых нейронов стирает старые воспоминания

Кратковременная память может зависеть от удивительной способности вновь образующихся нейронов стирать старые нейронные связи. К такому выводу пришли авторы исследования, опубликованного 13 ноября в журнале Cell. Работа на мышах и крысах впервые показала, что новые нейроны, образующиеся в гиппокампе, вызывают ослабление кратковременных воспоминаний о страхе в этом регионе мозга без общей потери памяти.

Исследователи под руководством Каору Инокучи из Университета Тоямы (Япония) считают, что открытие демонстрирует более важную роль стирания памяти, чем предполагалось. Они полагают, что рождение новых нейронов способствует постепенной потере следов памяти из гиппокампа по мере их передачи в другие области мозга для постоянного хранения. Хотя процесс изучался только на примере памяти о страхе, Инокучи заявляет: «Я думаю, что все воспоминания, изначально хранящиеся в гиппокампе, подвержены влиянию этого процесса».

Новые результаты предполагают, что сбой нейрогенеза приведёт к проблемам, потому что кратковременная память мозга буквально переполнена. По словам Инокучи, мы можем испытывать трудности с усвоением новой информации, потому что ёмкость хранения гиппокампа «занята неудалёнными старыми воспоминаниями».

При этом, как добавляет учёный, «наше открытие не обязательно отрицает важную роль нейрогенеза в формировании памяти». Нейрогенез в гиппокампе может играть двойную роль: как в стирании старых воспоминаний, так и в приобретении новых.

Ранее исследования показали ключевую роль гиппокампа в запоминании новой информации. Наблюдения за людьми и животными также продемонстрировали, что первоначально воспоминания зависят от гиппокампа. Эта зависимость со временем ослабевает по мере передачи памяти в другие регионы, например, в неокортекс. Учёные также наблюдали аналогичное ослабление силы связей между нейронами гиппокампа — явление, известное как долговременная потенциация (long-term potentiation, LTP), которое считается клеточной основой обучения и памяти.

Также было известно, что новые нейроны продолжают формироваться в гиппокампе взрослых особей, даже в пожилом возрасте. Но их точная функция оставалась неясной. Команда Инокучи предполагала, что интеграция новых нейронов необходима для поддержания нейронных связей, но допускала и обратный эффект. Встраивание новых нейронов в существующие нейронные цепи может нарушать структуру уже хранящейся информации, и новые данные это подтверждают.

Исследователи обнаружили, что облучение мозга крыс, которое резко снижает образование новых нейронов, поддерживает силу нейронных связей в гиппокампе. Аналогично, у мышей с подавленным нейрогенезом в гиппокампе (физическими или генетическими методами) наблюдалась продлённая зависимость воспоминаний о страхе от этого региона мозга.

С другой стороны, добровольные физические упражнения, которые увеличивают рождение новых нейронов, ускорили скорость ослабления зависимости памяти от гиппокампа без потери самой памяти.

«Усиленный физическими упражнениями нейрогенез может ускорить ослабление памяти в гиппокампе и одновременно облегчить передачу памяти в неокортекс, — сказал Инокучи. — Ёмкость гиппокампа для хранения памяти ограничена, но таким образом упражнения могут увеличить общую ёмкость [мозга]».

Исследование закладывает основу для дальнейшего изучения связи между нейрогенезом и способностью к обучению. Учёные также планируют изучить, как постепенное ослабление зависимости памяти от гиппокампа связано с преобразованием памяти со временем из детальной и контекстуально богатой формы в более обобщённую.