Как нейроны запоминают вкус

Среди множества нейронов только немногие способны запоминать, что случилось. От остальных их отличает особый белок, что оказывает помощь настроить внутренний скелет нейрона так, дабы он имел возможность хранить данные.

Забрав в рот какую-нибудь мерзость, мы достаточно скоро запоминаем, что в следующий раз имеется это запрещено – мозг мгновенно формирует связь между запахом и внешним видом нехорошей еды и недвусмысленной реакцией желудка. В самый первый момент на пищевое раздражение в мозге отзываются множество нейронов, но память остаётся не у всех. Только горстка клеток хранит данные о запахе и неприятном вкусе.

Вопрос – чем отличаются такие клетки от остальных?

Среди множества нейронов, реагирующих на стимул, только кое-какие сохраняют память о нём. (Фото Dennis Kunkel Microscopy, Inc. / Visuals Unlimited / Corbis.) Только кое-какие нейроны (окрашены зелёным) в островковой коре мыши синтезировали белок CREB, определяющий их роль в ходе запоминания. (Фото Yoshitake Sano / University of California, Los Angeles.)‹ ›

Ответ на него дали исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Как часто бывает, дело появилось в некоем белке называющиеся CREB. Те нейроны, в которых его уровень был повышен, запоминали нехорошей вкус.

CREBрасшифровывается как cyclic-AMP-response-element-binding protein и трудится он транскрипционным причиной: в ответ на появление регуляторной молекулы циклического АМФ (cyclic-AMP) он связывается с определёнными областями в ДНК, усиливая либо ослабляя на них транскрипцию – синтез матричной РНК. Пара лет назад Альчино Сильва (Alcino Silva) вместе с сотрудниками продемонстрировал, что именно от CREB зависит локализация эмоциональной памяти в миндалевидном теле – локализация как раз в смысле отдельных нейронов.

Тогда же исследователи высказали предположение, что данный белок является универсальным средством, от которого зависит, какие конкретно нейроны будут не забывать стимул, а какие конкретно нет. Дабы проверить собственную догадку, они совершили серию опытов с мышами, которым приходилось пробовать раствор, вызывающий тошноту. Неприятный вкус активировал островковую кору мозга, но и тут для хранения информации выделялась часть клеток, каковые, как пишут авторы работы в Current Biology, содержали в себе большое количество белка CREB.

островковая кора и Миндалевидное тело достаточно резко отличаются друг от друга, но молекулярный механизм, отбирающий клетки для запоминания, у них схож. Так что имеется все основания считать, что CREB трудится везде, где необходимо организовать нейронную ячейку памяти.

Клетки мозга мышей модифицировали так, дабы они синтезировали модифицированный CREB, соединённый с зелёным флуоресцентным белком. Помимо этого, в нейроны вводили второй ген, что придавал им чувствительность к веществу, выключавшему нейронную активность. После этого мышам позволяли попробовать солёную воду, в которую был подмешан ещё и хлорид лития, вызывающий тошноту. В большинстве случаев мышам вкус соли нравится, но в таком варианте они запоминали, что от солёной воды им будет не хорошо.

Спустя три дня животным опять предлагали попытаться плохую воду. Простые мыши избегали её выпивать, но те, у которых CREB-нейроны были отключены, забывали негативный опыт и опять выпивали тошнотворный раствор.

Предстоящие опыты продемонстрировали, что CREB усиливал синтез другого белка называющиеся Arc, чьи функции тесно связаны с цитоскелетом. Про без сомнений как мы знаем, что его тем больше в тех нейронах, каковые посильнее всего возбуждаются в ответ на стимул.

Роль цитоскелета в формировании памяти исследуется в далеком прошлом: запоминание требует прочных нервных цепочек, другими словами прочных межнейронных контактов – синапсов, а прочность тех либо иных элементов клеточной архитектуры зависит от протеиновых скелетных опор в цитоплазме. Как пример возможно отыскать в памяти прошлогоднюю работу нейробиологов из Медицинского колледжа Университета Бейлора, каковые продемонстрировали, что превращение краткосрочной памяти в долгосрочную происходит а также благодаря цитоскелетным перестройкам.

Но вот в каких как раз клетках случатся такие перестройки, зависит от CREB. Быть может, что в этот самый момент всё дело в синапсах; пока же известно только то, что благодаря CREB и Arc запоминающие клетки делаются особенно чувствительными к раздражению, и, в то время, когда мыши вспоминали о плохом вкусе воды, такие нейроны активничали особенно очень сильно. Кратко о взятых итогах пишет The Scientist.

Само собой разумеется, это не единственный молекулярный механизм, который связан с памятью, но он, по-видимому, включается в любых ситуациях, в то время, когда мозгу необходимо что-нибудь запомнить. В будущем предстоит узнать, как такие CREB-нейроны в различных частях мозга соотносятся с главными центрами памяти наподобие гиппокампа, и откуда по большому счету берётся CREB в нервных клетках – то ли они с самого рождения предназначены для хранения информации, то ли CREB сам зависит от каких-то внешних факторов.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Биотопливо? это не про нас
• Обнаружены три возможных убийства звезд черными дырами

Формирование нейронных систем

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Где у нейронов прячется память

  Трудящийся нейрон не обязательно запоминает все данные, которая проходит через него. Дабы это случилось, должны совпасть между собой активности различных…

• Почему нейроны не похожи друг на друга

  Нейроны людской мозга поразили своим разнообразием. Пара лет назад стало известно, что геномы отдельных нейронов значительно отличаются между собой, и…

• Биологическими часами управляют не только нейроны

  Вспомогательные клетки нервной совокупности воздействуют на скорость дневного ритма. Все органы, все ткани а также практически все клетки в отечественном…

• Нейрон размером с мозг

  Отростки нейронов подкорковой ограды попадают в самые далекие отделы мозга. Чтобы выяснить, как трудится мозг, мы должны знать, как выглядят его…