Дендриты — ключ к формированию долгосрочной памяти

Даниэль Домбек (Daniel A. Dombeck) и Марк Шеффилд (Mark E.J. Shefild) из Северо-Западного университета (США) исследовали сигналы, проходящие в головном мозге, чтобы выяснить, почему нейроны что-то «помнят», а что-то — «забывают». С помощью микроскопа высокого разрешения они заглянули в мозг живого животного и увидели, что происходило в отдельных нейронах, когда животное пыталось ориентироваться в виртуальном лабиринте. Оказалось, что запоминание в значительной степени зависит от дендритов.

Ученые обнаружили, что, вопреки общепринятому мнению, деятельность тел клеток нейрона и его дендритов могут различаться. В частности, они отметили, что если во время какого-либо события тела клеток активировались, а дендриты не активировались, то долговременная память о событии не формировалась. Вероятно, это означает, что сами нейроны связаны с переживанием в реальном времени, а дендриты формируют долгосрочную память о пережитом.

«Есть много теорий о работе памяти, но очень мало данных о том, как отдельные нейроны животного хранят информацию о полученном опыте, — рассказал Даниэль Домбек, доцент нейробиологии в Weinberg College of Arts and Sciences, руководивший исследованиями. — Теперь мы обнаружили сигналы в дендритах, которые мы считаем очень важными для обучения и памяти. Наши наблюдения могут объяснить, почему некоторые переживания запоминаются, а другие забываются».

С другой стороны, обращают внимание ученые, для рутинной дороги на работу и с работы требуется активность миллионов нейронов — однако нам непросто будет вспомнить, что происходило на пути домой в прошлую среду. Возникает вопрос, почему активация нейронов не приводит к запоминанию опыта? Вероятно, открытие Домбека и Шеффилда сможет объяснить это противоречие.

Дендриты — как правило, короткие и сильно разветвлённые отростки, служащие главным местом образования влияющих на нейрон возбуждающих и тормозных синапсов, которые передают возбуждение к телу нейрона. Один нейрон может иметь связи со многими (до 20-и тысяч) другими нейронами. В гиппокампе мозга существуют сотни тысяч клеток, работающих с расположением в пространстве. Кстати, Нобелевскую премию по физиологии и медицине в этом году присудили как раз за открытие своего рода GPS в мозге человека.

Dombeck и Шеффилд получили первые изображения активности отдельных дендритов в таких клетках. Гиппокамп — часть лимбической системы головного мозга (обонятельного мозга). Участвует в механизмах формирования эмоций и консолидации памяти (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную).