Нові дослідження показують, що процес запам’ятовування чогось довготривалого має свою ціну – зокрема, запалення в мозку та пошкодження ДНК у нервових клітинах, оскільки спогади “вбудовуються” в нейрони та зберігаються.
Міжнародна команда дослідників припускає, що формування пам’яті не відрізняється від приготування омлету шляхом розбивання кількох яєць: необхідне ретельне руйнування, перш ніж сформується новий патерн пам’яті.
На основі тестів на мишах, проведених для дослідження, це відбувається в гіпокампі – частині мозку, яка, як відомо, є основним сховищем для наших спогадів і має вирішальне значення для процесу запам’ятовування.
“Запалення нейронів мозку зазвичай вважається поганим явищем, оскільки воно може призвести до неврологічних проблем, таких як хвороба Альцгеймера і Паркінсона”, – говорить нейробіолог Олена Радулович з Медичного коледжу Альберта Ейнштейна в Нью-Йорку.
“Але наші результати свідчать про те, що запалення певних нейронів у гіпокампі має важливе значення для формування довготривалих спогадів”.
Команда викликала епізодичну пам’ять у мишей за допомогою коротких, легких ударів електричним струмом. Ретельний аналіз нейронів гіпокампу виявив активацію генів на шляху Toll-подібного рецептора 9 (TLR9), важливого для запальної сигналізації. Більше того, цей шлях був активований лише в кластерах нейронів, які також мали пошкодження ДНК.
Хоча розриви ДНК у мозку трапляються часто, вони зазвичай дуже швидко відновлюються. Тут же зміни виглядали більш значними: біологічні процеси, які зазвичай пов’язані з поділом клітин, очевидно, були використані для організації нейронів у кластери, що формують пам’ять, без поділу клітин.
Запальні механізми редагування у мишей тривали тиждень, після чого нейрони, що зберігають пам’ять, виявилися більш стійкими до зовнішніх впливів. Це свідчить про те, що спогади після цього замикаються назавжди і стають захищеними від зовнішнього втручання. Щось подібне, ймовірно, відбувається і в людському мозку.
“Це заслуговує на увагу, тому що ми постійно затоплені інформацією, і нейрони, які кодують спогади, повинні зберігати вже отриману інформацію і не відволікатися на нові вхідні дані”, – говорить Радулович.
Коли той самий запальний шлях TLR9 був заблокований у мишей, їх більше не можна було навчити запам’ятовувати удари електричним струмом. Відсутність TLR9 також призвела до більш серйозних пошкоджень ДНК, подібних до тих, що спостерігаються при нейродегенеративних захворюваннях.
Блокування шляху TLR9 було запропоновано для лікування або профілактики довготривалого COVID-19, але це дослідження показує, що ця ідея, можливо, потребує переосмислення. Однак найбільше воно інтригує новим розумінням того, як спогади зберігаються в мозку.
“Поділ клітин та імунна відповідь були дуже консервативними у тваринному світі протягом мільйонів років, що дозволяє життю продовжуватися, забезпечуючи при цьому захист від чужорідних патогенів”, – говорить Радулович.
“Цілком ймовірно, що в ході еволюції нейрони гіпокампу перейняли цей імунний механізм пам’яті, об’єднавши ДНК-чутливий шлях імунної відповіді TLR9 з функцією центросоми репарації ДНК, щоб формувати спогади без переходу до поділу клітин”.
