Механизм долговременной памяти

Обычно млекопитающие и человек активно воспринимают мир в течение нескольких мгновений, а затем делают небольшую паузу. Мозг в этот момент переоценивает реальность. В течение дня мы, как правило, даем себе кратковременный отдых, но самый длительный отдых — это ночной сон. В последнее время нейрофизиологи утвердились в мысли, что во время него происходит консолидация памяти.

Процессы консолидации связаны с гиппокампом мозга, в котором большие группы нейронов одновременно создают миллисекундные волновые сигналы, кодирующие информацию. За специфическую форму ученые называют их резкими волновыми пульсациями. Нейрофизиологи установили, что при активном изучении сенсорной информации или движении животных резких пульсаций не происходит. Они случаются лишь во время пауз.

Мозг хорошо запоминает лишь часть впечатлений дня, и механизм этого отбора пока неясен. Новое исследование, проведенное под руководством профессора неврологии Дьёрдя Бужаки (György Buzsáki) из Нью-Йоркского университета, проясняет, как в режиме бодрствования мозг выбирает моменты, которые будут отмечены как важные и останутся в памяти до тех пор, пока сон вечером не сделает их постоянными. С помощью кремниевых зондов ученые отслеживали активность клеток гиппокампа мышей во время преодоления сети лабиринтов. Одновременно регистрировали сигналы до 500 нейронов.

Исследователи установили, что во время пауз в забеге, которые мыши делали, чтобы передохнуть за сладким вознаграждением, у них иногда возникали резкие волновые пульсации. Эти же волны потом воспроизводились во время сна. Ученые думают, что лакомство готовило мозг к переключению с исследовательского режима в режим бездействия, стимулировавший пульсации. Опыты показали, что дневные события, за которыми следует 5–20 пульсаций, чаще других воспроизводятся во время сна и закрепляются в долговременной памяти. Если пульсаций мало или вообще нет, нет и устойчивых воспоминаний.

Нейробиологи считают, что нашли врожденный физиологический механизм, с помощью которого мозг млекопитающих подсознательно ставит метки на воспоминания, которые станут постоянными. Ученые надеются, что будущие исследования могут помочь разработать устройства или методы лечения, которые будут корректировать резкие волновые колебания. Это может понадобиться для улучшения памяти или ослабления воспоминаний о травмирующих человека событиях. Статья об исследовании опубликована в журнале Science.