Нови изследвания разкриват, че процесът на запомняне на нещо в дългосрочен план има своята цена - по-конкретно възпаление в мозъка и увреждане на ДНК в нервните клетки, докато спомените се създават в невроните и се съхраняват.
Международният екип изследователи предполага, че формирането на паметта не е по-различно от приготвянето на омлет чрез счупване на няколко яйца: необходимо е известно внимателно разрушаване, преди да се формира нов модел на паметта.
Въз основа на тестовете върху мишки, проведени за целите на изследването, това се случва в хипокампуса - част от мозъка, за която вече е известно, че е основното хранилище за нашите спомени и е от решаващо значение за процеса на запомняне.
„Възпалението на мозъчните неврони обикновено се смята за нещо лошо, тъй като може да доведе до неврологични проблеми като болестта на Алцхаймер и Паркинсон“, обяснява неврологът Йелена Радулович (Jelena Radulovic) от Медицинския колеж „Алберт Айнщайн“ в Ню Йорк.
„Но нашите открития показват, че възпалението на някои неврони в областта на хипокампа на мозъка е от съществено значение за създаването на дълготрайни спомени."
Фрагменти от паметтаФрагменти, които се освобождават от ядрата на мозъчните клетки по време на учене. ДНК (бяла точка в центъра), структурни протеини (лилаво) и протеини, които контролират генната експресия (червено и зелено). Kredit: The Radulovic Lab
Екипът задейства епизодичната памет при мишки с кратки, леки електрически шокове. Внимателният анализ на невроните на хипокампа разкри активирането на гени в пътя на Toll-Like Receptor 9 (TLR9), важен за възпалителните сигнали. Нещо повече, този път се активира само в клъстери от неврони, при които се наблюдава и увреждане на ДНК.
Въпреки че нарушенията на ДНК в мозъка се случват често, те обикновено се възстановяват много бързо. Тук промените изглеждат по-значителни, като биологичните процеси, обикновено свързани с клетъчното делене, очевидно се използват за организиране на невроните в клъстери, формиращи паметта, без да се разделят клетките.
Възпалителните механизми за редактиране при мишките продължили една седмица, след което се оказало, че съхраняващите паметта неврони са по-устойчиви на външни сили. Това предполага, че след това спомените се заключват завинаги и са защитени от външна намеса. Нещо подобно вероятно се случва и в човешкия мозък.
„Това е забележително, тъй като сме постоянно заливани от информация, а невроните, които кодират спомените, трябва да запазят вече придобитата информация и да не бъдат разсейвани от нови постъпващи данни“, посочва Радулович.
Когато същият възпалителен път TLR9 е блокиран при мишките, те вече не могат да бъдат обучени да запомнят електрошоковете. Липсата на TLR9 води и до по-сериозни увреждания на ДНК, не по-различни от тези, които се наблюдават при невродегенеративните заболявания.
Блокирането на пътя TLR9 е било предложено за лечение или предотвратяване на продължителния COVID-19, но това проучване показва, че идеята може да се нуждае от преосмисляне. Преди всичко обаче това е интригуващ нов поглед върху начина, по който се съхраняват спомените в мозъка.
„Клетъчното делене и имунният отговор са изключително запазени в живота на животните в продължение на милиони години, което позволява животът да продължи, като същевременно осигурява защита от чужди патогени“, отбелязва Радулович.
„Изглежда вероятно в хода на еволюцията невроните на хипокампа да са възприели този механизъм на паметта, базиран на имунната система, като са комбинирали пътя TLR9 на имунния отговор, отчитащ ДНК, с функцията на центрозома за възстановяване на ДНК, за да формират спомени, без да се стига до клетъчно делене."
Справка: Jovasevic, V., Wood, E.M., Cicvaric, A. et al. Formation of memory assemblies through the DNA-sensing TLR9 pathway. Nature 628, 145–153 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07220-7
Източник: Every New Memory You Make Causes Damage to Your Brain Cells, ScienceAlert
