Нейрони, що утворюються в результаті нейрогенезу, можуть грати в мозку двояку роль: з одного боку, вони покращують запам'ятовування нової інформації, з іншого - допомагають забути те, що мозок запам'ятав раніше.
Запам'ятовування інформації супроводжується утворенням міжнейронних контактів у мозку. Ці контакти, звані синапсами, організовують нові нейронні ланцюжки, які, як вважається, служать чимось на зразок осередків пам'яті. Звідси можна зробити висновок, що чим більше синапсів, тим пам'ять краще, якщо ж синапси зникають, то і пам'ять погіршується.
А через що можуть зникнути синапси? По-перше, це може статися з волі самої клітини і під дією інших її контактів - бажаючи оптимізувати свою роботу, нейрон відмовляється від одних з'єднань на користь інших. По-друге, очевидно, що синапси зникають із загибеллю самої нервової клітини, що знову ж таки буде супроводжуватися погіршенням пам'яті. Безліч клінічних спостережень це підтверджують: масове вимирання нейронів, яке відбувається або через травму мозку, або через якусь важку хворобу, призводить до того, що індивідуум втрачає здатність до навчання і забуває те, що з ним колись відбувалося.
Якщо зменшення кількості нейронів шкодить пам'яті, чи означає це, що поява нових нейронів повинна її стимулювати? На перший погляд, так, однак виявилося, що не все так просто: дослідники з Університету Торонто виявили, що нові нервові клітини часом діють навпаки, допомагаючи мозку забути накопичену до цього інформацію. Поява нових нервових клітин називається нейрогенезом, і зараз у нас, як відомо, крім звичного нейрогенезу, пов'язаного зі зростаючим, формованим мозком, є й інший, що триває все життя. Завдяки «дорослому» нейрогенезу у людини щодня з'являється близько 700 нових нервових клітин, які вбудовуються в нервові ланцюжки зубчастої звивини гіпокампа. Ця область мозку, гіпокамп, є одним з основних центрів пам'яті, так що логічно було б очікувати, що поява в ньому нових нервових клітин робить пам'ять тільки краще. Дійсно, досліди на мишах показали, що придушення нейрогенезу погіршує здатність тварин до навчання: зокрема, вони перестають відчувати і запам'ятовувати відмінності між схожими обстановками і ситуаціями. З іншого боку, якщо у гризунів нейрогенез стимулювали, то тварини швидше вивчали нову інформацію, завдяки якій вони краще орієнтувалися на місцевості і виконували поведінкові тести.
Але ось кілька років тому Пол Френкленд (Paul Frankland) і його колеги з Університету Торонто виявили, що тварини з простимульованим нейрогенезом починають гірше виконувати деякі завдання - зокрема, ті, для виконання яких потрібно було згадати деякі деталі з минулих спроб. Результати дослідів були занадто інтригуючими, щоб просто про них забути, і дослідники вирішили вивчити цей феномен поплотніше. У нових дослідах вчені вирішили поекспериментувати не тільки з «дорослим» нейрогенезом, але і зі звичайним, який починається під час внутрішньоутробного розвитку і закінчується незабаром після народження. У цього звичайного нейрогенезу є своя динаміка: наприклад, у новонароджених поява нових нейронів у мозку прискорюється, проте незабаром інтенсивність цього процесу дуже сильно падає. З іншого боку, є таке явище як дитяча (інфантильна) амнезія, коли з мозку зникає пам'ять про те, що з нами відбувалося до 2-4 років. І ось дослідникам прийшло в голову перевірити, чи не пов'язана ця дитяча амнезія з нейрогенезним спалахом в мозку новонароджених, яка, на щастя для експериментаторів, відбувається як у людей, так і у мишей.
Для початку вчені з'ясували, чи є у мишей щось схоже на людську дитячу амнезію. Для цього 17-денних мишей (яких за рівнем розвитку можна зіставити з дітьми у віці до року) поміщали на час у клітку, де їх слабо били струмом. Потім їх переносили назад у знайому клітку, але протягом наступних шести тижнів мишат періодично поміщали в «тортурну камеру». Струмом їх при цьому вже не били.
Виявилося, що молоді миші швидко забувають негативний досвід і, опинившись у страшній клітці, ніяких ознак страху, тривоги тощо не проявляють. Їх пам'яті вистачало на добу, все, що відбувалося раніше останніх 24 годин, мишата забували. Але якщо такий же експеримент ставили з дорослими мишами, вони прекрасно запам'ятовували, що їх може чекати в електроклітині, і пам'ятали це навіть місяць потому.
Тоді дослідники за допомогою фізичних вправ і хімічних препаратів простимулювали нейрогенез у дорослих мишей. (Нічого складного - виявляється, ділення нервових клітин у дорослому мозку можна підстьобнути, нагодувавши мишей Прозаком або поставивши їм у клітку біличе колесо). І ось, коли інтенсивність появи нових нервових клітин у дорослих мишей збільшувалася на 100%, їх забудькуватість ставала в буквальному сенсі дитячою: дорослі миші переставали «тримати в розумі» негативний досвід, пережитий в електричній клітці; також вони починали гірше виконувати деякі завдання, засновані на здатності згадувати.
З іншого боку, дослідники спробували уповільнити нейрогенез у новонароджених мишей і подивитися, що з цього вийде. Зробити це було не в приклад важче: для цього знадобилося генетично перебудувати клітини-попередниці нейронів, щоб у них запускалася програма самознищення і вони не встигали б перетворитися на діючі нейрони. Загальмувати появу нових нервових клітин у мишат вдалося лише на 50%, але навіть так їхня поведінка робилася дуже схожою на поведінку дорослих мишей - в тому сенсі, що пам'ять мишат тривала вже не 24 години, а цілий тиждень. Результати експериментів автори роботи опублікували в журналі Science.
Звичайно, велика спокуса екстраполювати ці дані на людину, але тут треба розуміти, що експерименти ставили на мишах, і ось так просто їх результати на людський мозок не пошириш. Потрібні спеціальні дослідження, спеціальні експерименти за участю, так би мовити, людського мозку, щоб зрозуміти, чи працює такий механізм у нас і наскільки взагалі великий його внесок у процеси запам'ятовування-забування. Якщо ж такий механізм забування працює і у людини, то ми, можливо, отримаємо додатковий інструмент для управління нашою пам'яттю - потрібно буде тільки навчитися прискорювати або гальмувати нейрогенез. До речі кажучи, при депресії, як вважається, нейрогенез слабшає, і чи не з цим пов'язаний ефект від антидепресантів (до яких відноситься і Прозак)? Ці ліки серед іншого стимулюють утворення нових нейронів, пам'ять від цього змінюється, і негативні спогади, які робили свій внесок у депресію, можуть просто зникнути.
Втім, тут ще потрібно детальніше дослідити процеси, які відбуваються з пам'яттю при появі нових клітин. Чому нові клітини допомагають «затерти» якусь інформацію? Можливо, тут справа знову-таки в синапсах: нові клітини утворюють нові міжнейронні сполуки, нові ланцюжки, а адже відомо, що надлишок синапсів, надлишок нейронних ланцюгів погано позначається на роботі мозку, і сам мозок проводить велику роботу всередині себе, щоб позбутися зайвих міжклітинних сполук. Зайві нейронні ланцюги, наприклад, часто можна спостерігати при аутизмі і подібних йому захворюваннях. Можливо, поява таких зайвих ланцюгів в ході помірного, підконтрольного і суворо дозованого самим мозком нейрогенезу допомагає мозку позбавлятися від непотрібної інформації.
За матеріалами ScienceNow.