Счастливые или ужасные воспоминания как первый поцелуй или удар в ночных энграммах отпуска или энграммах, которые мы можем стимулировать, когда мы помним вещи в прошлом вместе со временем, местом и всеми ощущениями, мы испытали.Сетевой журнал Природа показывает ответ на вопрос того, концептуальны ли эти энграммы или состоят ли они из физической сети нейронов в пределах мозга. Исследователи в MIT решили продемонстрировать, что воспоминания действительно, фактически, проживают в определенных клетках головного мозга и что путем простой активации крошечной фракции этих клеток человек может назвать все событие памяти. Это объяснило бы, например, как Марсель Пруст смог вспомнить воспоминания детства из запаха печенья Маделин, которое он любил как ребенок.
Ведущий исследователь Сузуму Тонегоа, профессор Пикауэра Биологии и Нейробиологии в MIT говорит:«Мы демонстрируем, что поведение на основе интенсивного познания, такого как выражение определенной памяти, может быть сгенерировано у млекопитающего очень определенной физической активацией определенной маленькой субпопуляции клеток головного мозга в этом случае при свете. Это – строго разработанный анализ 21-го века ранних 1900-х канадского нейрохирурга Уайлдера Пенфилда случайное наблюдение, предполагающее, что ум основывается на вопросе».?Лечение эпилепсии Пенфилда состояло из выкапывания частей мозгов пациентов, где приступы произошли.
Он тогда стимулировал мозг с крошечными толчками электричества, чтобы гарантировать, что только проблематичные нейроны были разрушены, пока локально анестезированные пациенты сообщили во время процедуры, что они испытали.Когда Пенфилд стимулировал всего несколько нейронов в гиппокампе, который, как теперь известно, связан с формированием и вспоминанием эпизодических воспоминаний, он был удивлен найти, что некоторые пациенты ярко вспомнили все всесторонние события.
С тех пор это было причиной продолжительных расследований. Однако до сих пор исследователи были неспособны представить свидетельства, что, чтобы вызвать отзыв памяти, достаточно просто повторно активировать гиппокамп непосредственно.
Семь лет назад ученые обнаружили новую технологию, названную optogenetics, который в состоянии стимулировать генетически модифицированные нейроны, таким образом, он выражает активированные светом белки. Соавтор Сюй Лю, postdoc в лаборатории Тонегоа говорит:«Мы думали, что могли использовать эту новую технологию, чтобы непосредственно проверить гипотезу о кодировании памяти и хранении в эксперименте мимикрии».Стив Рамирес, другой соавтор и аспирант в лаборатории Тонегоа добавляет:«Мы хотели искусственно активировать память без обычного требуемого процесса восприятия, представляющего экспериментальные свидетельства, что даже эфемерные феномены, такие как личные воспоминания, проживают в физическом машинном оборудовании мозга».
Первый шаг их эксперимента включил идентификацию определенного набора клеток головного мозга в пределах гиппокампа, который был только активен, когда мышь исследовала новую среду. Как только они установили, какие гены были активированы в клетках головного мозга, они соединили их с геном для channelrhodopsin-2 (ChR2), который является активированным светом белком, используемым в optogenetics.Они тогда внедрили двойной ген в зубчатую мозговую извилину мышей, часть в пределах гиппокампа, который, как думают, способствовал формированию новых воспоминаний, таким образом, они могли изучить мышей при помощи крошечного оптоволокна, чтобы поставить пульс света к нейронам.Они нашли изобретательный способ маркировать физическую сеть нейронов связанной с определенной энграммой памяти для определенного опыта путем обеспечения, что активированный светом белок будет только выражен в нейронах, вовлеченных в основанное на опыте изучение.
Мышам тогда разрешили войти в новую среду и получили маленький шок для ноги после нескольких минут исследования, учившего их бояться определенной среды, в которой они страдали от шока.Исследователи тогда пометили клетки головного мозга с ChR2, активированными в течение момента мыши опытный страх и заметившими, что эти нейроны, вовлеченные в память страха, были включены, когда мышам позже подвергли триггерного спуска пульса света в абсолютно различной среде, и что мыши быстро приняли защитный, неподвижный наклон.
Результат этого вызванного светом замораживания указывает, что животные действительно вспомнили память о том, чтобы быть потрясенным и восприняли переигровку боящейся памяти, даже при том, что память была искусственно повторно активирована. Лю комментирует:«Наши результаты показывают, что воспоминания действительно проживают в очень определенных клетках головного мозга и просто путем повторной активации этих клеток физическими средствами, таких как свет, всю память можно вспомнить».
Tonegawa обращается к французскому философу 17-го века, написавшему, «Я думаю, поэтому я», говоря:«Рене Декарт не полагал, что ум может быть изучен как естествознание. Он был неправ. Этот экспериментальный метод является окончательным способом продемонстрировать, что ум, как отзыв памяти, основывается на изменениях в вопросе».Подход мог также потенциально использоваться при изучении нейродегенеративных и психоневрологических нарушений.
Рамирес говорит:«Больше мы знаем о движущихся частях, составляющих наши мозги лучше оборудованный, мы должны выяснить то, что происходит, когда мозговые части ломаются».