Ученые говорят, что ошибочно сформированная память звучит как случайные нажатия клавиш на клавиатуре, а правильная – больше похожа на песню.
Когда они отключили главный переключатель для обучения и памяти, клетки мозга обменивались данными, но отношения были поверхностными, сказал доктор. Джо Цзянь, нейробиолог Медицинского колледжа Джорджии при Университете Джорджии Риджентс и содиректор отдела мозга ГРУ & Институт открытия поведения.
"Мы начали взламывать нейронный код, который позволяет нам в реальном времени следить за тем, как возникают мысли и как создаются воспоминания," Цзянь сказал. "Это позволило нам впервые понять, как и нажимаются ли правильные клавиши в нужное время и в нужном месте и способом, чтобы создать прекрасный звук связных воспоминаний и сравнить, что происходит, когда ключевой элемент отсутствует."
Когда рецептор NMDA не поврежден, болтовня звучит, возникают ассоциации и полезные воспоминания – например, как прикосновение к горячей плите приводит к ожогу – легко восстанавливаются.
"Вы видите лицо и думаете об имени, вы видите свой офис и думаете, что вам нужно работать; все ассоциативно," сказал Цзянь, автор исследования в журнале PLOS ONE. "Но у мышей, лишенных рецептора NMDA, можно сказать, что паттерны памяти тусклые и диссоциированные."
Используя столетнюю павловскую модель кондиционирования, которая впервые показала, как повторение создает ассоциацию, они обнаружили, что мыши, лишенные функционирующего рецептора NMDA в гиппокампе, мозговом центре обучения и памяти, не могут вспомнить даже что-то пугающее.
Когда они сыграли звуковой сигнал, а через 20 секунд последовал легкий удар ногой, нормальные мыши быстро установили ассоциацию, вплоть до момента времени. Связь практически никогда не регистрировалась у мышей, лишенных рецептора NMDA.
"Они формируют исходные паттерны, но не репетируют их," сказал Цзянь. "Их тон ровный, ассоциация слабая, в то время как все, что мы регистрируем в здоровом мозге, ассоциативно." Чтобы проиллюстрировать, насколько плоско, научный сотрудник Хуэй Куанг назначил музыкальные ноты для активности памяти каждой, что привело к случайному шуму у мышей с нокаутом NMDA по сравнению с динамическим ритмом у нормальных мышей. Послушайте записи ниже:
"Зная, как выглядят эти паттерны и что они означают, вы можете использовать эту сигнатуру для измерения, например, во время старения, почему мы начинаем терять память, а также для выявления и тестирования лекарств, действительно эффективных для улучшения памяти," Цзянь сказал.
"Вы можете сказать, есть ли проблема с реверберацией, повторяет ли ваш мозг то, что вам нужно запомнить, или повторяет это, но почему-то плохо хранит это, поэтому это не связано с правильными вещами. Это исследование выявило много интересных деталей о том, что нейробиологи называют нейронным кодом мозга" Цзянь сказал."
В качестве следующего шага он хочет посмотреть, как старение влияет на эти процессы. Исследовательская группа также изучает Дуги, мышь, генетически выведенную Цзянем и его командой в 1999 году, чтобы быть исключительно умным, чтобы посмотреть, смогут ли они также узнать больше о том, как создаются супер-воспоминания и как они выглядят.
Эта способность расшифровывать, как и что запоминает мозг, должна однажды помочь врачам лучше оценивать и лечить такие состояния, как болезнь Альцгеймера и шизофрения, сказал Цзянь. Они могут обнаружить, что некоторые ответы уже есть, например, лекарства, которые усиливают реверберацию, или стимулятор, такой как кофеин, чтобы помочь восстановить память, сказал Цзянь.
Его команда впервые сообщила о расшифровке разговоров между клетками мозга, когда воспоминания формировались и вызывались в PLOS ONE в 2009 году. Как и в новом исследовании, они использовали вычислительный алгоритм для преобразования разговоров нейронов в некоторые из первых изображений того, как выглядят воспоминания.