Можно ли вспомнить то, чего не было?

Мы легко можем вспомнить выдающееся событие из нашей жизни. Например, первый поцелуй: вспоминая о нём, мы воскрешаем в памяти все обстоятельства вплоть до самых незначительных мелочей, не говоря уже об эмоциях, которые мы при этом испытывали.

То же самое можно сказать и о любом другом эпизоде из нашей жизни, только какие-то запоминаются лучше, какие-то — хуже. Существует специальный термин — энграмма, обозначающий вот такие следы ощущений, оставшиеся в памяти. Но есть ли это просто концептуальное понятие — или же в мозгу существуют вполне материальные структуры, где хранятся конкретные мыслеобразы и эмоции, с ними связанные? Мы знаем, что за память вообще отвечает ряд мозговых структур, среди них главная роль отводится гиппокампу. Но как память распределена в этих структурах? Просто «размазана» диффузно по всем нервным клеткам или же разложена по конкретным полочкам?

Первые данные в пользу «полочек» были получены в начале двадцатого века. Канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд заметил, что если стимулировать некие зоны внутри гиппокампа, то человек вдруг с необычайной полнотой и живостью вспоминает какие-то эпизоды из жизни. Но лишь теперь, спустя более сотни лет, исследователи смогли подтвердить наблюдения Пенфилда. Для этого учёные из Массачусетского технологического института (США) использовали новейшие достижения оптогенетики, которая позволяет управлять активностью различных генов с помощью фоточувствительных белков. Для начала они определили, какие нейроны в гиппокампе мыши активизируются, когда животное попадает в новое окружение, то есть когда нужно «выучить» новую среду. Учёные нашли гены, которые активизируются при этом, и подшили к ним ген светочувствительного родопсина ChR2. К клеткам, несущим гибридные гены, были подведены оптоволоконные нити.

Если мышь входила в клетку, где её слегка било током, она запоминала опасное окружение и, попадая в ту же клетку, замирала на месте и съёживалась. Если же мышь отправляли в другую, безопасную клетку и при этом подавали световой импульс в гиппокамп, то и в новом безопасном окружении животное вело себя так, будто его посадили в клетку с электрическим полом. Свет активировал белки в нейронах, которые запоминали опасное окружение, и мышь «напрягалась». То есть активировались воспоминания, которым на самом деле, в конкретном окружении места не было: они относились к другому, опасному помещению.

Иными словами, учёным удалось наглядно показать, что память опирается на некую материальную основу в виде специфических клеток и специфических же белков. Память записывается в конкретные клеточно-молекулярные ячейки, и если научиться ими управлять, то можно модифицировать и моделировать память, стирать то, что было, и записывать то, чего не было.

Исследователи опубликовали свои результаты в журнале Nature, а в другом издании, Science, одновременно вышла статья их коллег из Института Скриппса (США), которые добились похожего результата, создав у мышей синтетическую память.

Учёные помещали животных в клетку определённого цвета и запаха. Мыши запоминали это окружение, после чего их пересаживали в другую клетку, которая выглядела и пахла иначе. Здесь мышей слегка било током. В обычных обстоятельствах животные различали две клетки и, будучи посажены в опасное помещение, старались затаиться, чтобы избежать стресса. Но тут мышам в электрической клетке вводили вещество, которое избирательно активировало нейроны, запомнившие первую, безопасную клетку. В результате мыши начинали бояться ещё и первой клетки, хотя в ней их никто не обижал.

Обе группы исследователей использовали различные методы, но добились одного результата, показав наличие материальной основы нашей памяти и продемонстрировав, что запоминание происходит путём генетически-молекулярных перестроек в нейронах. По словам исследователей из Массачусетского технологического института, в запоминание опасного окружения у мышей было вовлечено всего 2% нейронов гиппокампа. Если учесть, что память зависит не только от гиппокампа, но и от других зон мозга, а у человека мозг устроен всяко сложнее, чем у мыши, «искусственные воспоминания» ещё не скоро появятся в свободной продаже.

Подготовлено по материалам Института Скриппса и Массачусетского технологического института.