Ученые выяснили, что белок тау, получивший широкую известность в контексте болезни Альцгеймера, играет критическую роль в преобразовании свежих впечатлений в прочные долгосрочные воспоминания. Соответствующая информация была опубликована 12 июля изданием Science Daily.
В ходе экспериментов исследователи изучали у мышей так называемую отдаленную память — способность извлекать из памяти информацию через несколько дней или недель после пережитого опыта. Было установлено, что нехватка белка тау не препятствовала грызунам усваивать новые данные и воспроизводить их сразу после обучения. Вместе с тем, без тау воспоминания утрачивали стабильность и хуже удерживались на длинной временной дистанции.
«Почему одни воспоминания сохраняются, а другие исчезают, долгое время оставалось загадкой. Наше исследование показывает, что тау играет ключевую роль в формировании долговременной памяти. Без него воспоминания всё еще могут возникать, но они оказываются слабее», — рассказал старший автор работы, нейробиолог Университета Флиндерса Арне Иттнер.
Основное внимание специалисты уделили энграммным клеткам — нейронам, образующим физическую основу следа памяти. При столкновении с новым опытом мозг отбирает малую группу подобных клеток, которые впоследствии задействуются для хранения информации. Согласно полученным данным, тау активируется на этапе запоминания и способствует определению того, какие конкретно клетки будут включены в энграмму.
Помимо этого, белок подавляет чрезмерную фоновую активность нейронов в процессе обучения. Это обеспечивает участие в формировании воспоминания ограниченного и более четко очерченного пула клеток, что придает следу памяти дополнительную устойчивость.
«Наши результаты показывают, что тау помогает определить клетки, которые будут выбраны для хранения памяти, и тем самым влияет на то, как пережитый опыт превращается в долговременный след», — пояснила один из ведущих авторов работы Рене Косонен.
Исследователям удалось раскрыть молекулярный механизм, стоящий за этим процессом. В момент обучения тау подвергается фосфорилированию — химической модификации, меняющей его активность. Регулируемое фосфорилирование обеспечивает координацию функционирования энграммных клеток.
Стоит отметить, что избыточное и аномальное фосфорилирование тау традиционно рассматривается как один из маркеров болезни Альцгеймера. Однако новое исследование свидетельствует: само по себе присоединение фосфатных групп к белку является не отклонением, а стандартным элементом работы мозга. Нарушения, вероятно, возникают при сбоях в степени или характере протекания этого процесса.
Даже в условиях отсутствия тау следы воспоминаний никуда не исчезали. Специалистам удалось реактивировать их путем прямой стимуляции энграммных клеток. Это говорит о том, что тау может требоваться не столько для самого физического хранения данных, сколько для привязки воспоминания к естественным сигналам, таким как изображения, звуки и прочие компоненты опыта.
Кроме того, ученые проанализировали воздействие патологических форм тау. Если измененный белок находился в энграммных клетках на этапе обучения, он мешал созданию новых воспоминаний. Если же патологический тау возникал уже после фиксации памяти, он осложнял ее дальнейшее воспроизведение. Авторы научной работы выдвигают гипотезу, что при деменции воспоминания могут не просто уничтожаться, но и становиться временно недосягаемыми из-за сбоя механизмов организации и поиска информации в мозге.
Ранее, 9 марта, Medical Xpress информировал о методах тренировки мозга и способах уменьшения вероятности деменции. В качестве своеобразной когнитивной тренировки для поддержания умственных способностей в зрелом возрасте эксперты назвали такие разноплановые занятия и привычки, как чтение и письмо, освоение иностранных языков, игру в шахматы, разгадывание головоломок и походы в музеи.