Всички устройства за съхранение на памет - от вашия мозък до оперативната памет на вашия компютър, съхраняват информацията, като променят физическите си качества. Преди повече от 130 години неврологът Сантяго Рамон и Кахал за първи път предположил, че мозъкът съхранява информация чрез пренареждане на връзките в синапсите между невроните.
Оттогава невролозите се опитват да разберат физическите изменения, свързани с формирането на паметта. Но визуализирането и картографирането на синапси е сложна задача. Първо, синапсите са много малки и плътно опаковани. Те са около 10 милиарда пъти по-малки от най-малкия обект, който стандартният клиничен ЯМР може да визуализира. Освен това има около 1 милиард синапси в мозъка на мишката, които изследователите често използват за изследване на мозъчната функция, и всички те имат същия непрозрачен или полупрозрачен цвят като заобикалящата тъкан.
Новият метод за визуализация е направил възможно съставянето на карта на синапсите по време на формиране на паметта. Изследователите са открили, че процесът на формиране на нови спомени променя начина, по който мозъчните клетки са свързани една с друга. Докато някои области на мозъка създават повече връзки, други ги губят.
Психолог: Мозъкът може да лекува скръбта
Преди това учените се съсредоточили върху записването на електрическите сигнали, произвеждани от невроните. Въпреки че тези изследвания потвърдили, че невроните променят реакцията си на определени стимули след формиране на паметта, те не успели да определят какво точно причинява тези промени.
За изучаването на това, как мозъкът се променя физически, когато образува нова памет, били създадени 3D карти на синапсите на риби зебра преди и след формирането на паметта. Изследователите избрали рибите зебра за тестови субекти, защото те са достатъчно големи, за да могат мозъците им да функционират по същия начин като на хората, но достатъчно малки и прозрачни, за да виждат жив мозък.
Изследователите от Медицинския институт Хауърд Хюз са записали на видео възбуждането на невроните в риба зебра бебе, когато то вижда предмети и се опитва да се движи.
Тайните на мозъка са в механиката на неговото нагъване
За да създадат картите, учените конструирали генетично риби с неврони, които произвеждат флуоресцентни протеини - при свързване със синапсите те ги правят видими. След това изследователите визуализирали синапсите с помощта на специален микроскоп, който използва много по-ниска доза лазерна светлина от стандартните устройства, и също използва флуоресценция за създаване на изображения. Тъй като микроскопът причинява по-малко увреждане на невроните, учените успели да получат изображение на синапси без загуба на тяхната структура и функция.
Когато учените сравнили 3D картите на синапсите преди и след формиране на паметта, открили, че невроните в една област на мозъка са развили нови синапси, докато невроните в друга област са загубили синапси. Това означавало, че нови неврони се свързвали, докато други прекъсвали своите връзки. Предишни експерименти показали, че гръбначният мозък на рибата може да е аналогичен на амигдалата на бозайниците, където се съхраняват спомените за страха.
Проучване: Мозъкът на съвременния човек се смалява
Изненадващо, промените в силата на съществуващите връзки между невроните, настъпили по време на формирането на паметта, били малки и неразличими от измененията в контролните риби, които не формирали нови спомени. Това означавало, че формирането на асоциативна памет включва образуването и загубата на синапси, но не непременно промяна в силата на съществуващите синапси, както се смятало по-рано.
Новият метод за наблюдение на функционирането на мозъчните клетки може да отвори вратата не само към по-задълбочено разбиране на това, как всъщност работи паметта, но и към потенциални възможности за лечение на нервно-психически разстройства като ПТСР и зависимост.
Преди време авторите на друго изследване заявиха, че спомените преминават през множество стадии на трансформация, тъй като са кодирани.
