Нові нервові клітини, що утворюються в дорослому мозку, дозволяють старим нейронам зосередитися на специфічній інформації.
Немає потреби нагадувати - але ми все ж нагадаємо - що нові клітини в дорослому мозку все-таки утворюються, правда, не скрізь, а всього в двох місцях: у субвентрикулярній зоні, поруч зі шлуночками мозку, і в зубчастій звивині гіпокампа.
Нейрони з субвентрикулярної зони у тварин відправляються в нюшну цибулину, а у людини вони замість нюшливого тракту йдуть у смугасте тіло (про особливу долю цих нервових клітин у людському мозку шведські нейробіологи два роки тому писали в Cell). Що ж до «новонароджених» нейронів у гіпокампі, то вони, мабуть, там і залишаються. Гіпокамп служить одним з основних центрів пам'яті і тому нейрогенез тут привертає підвищену увагу.
Вважається, що нові клітини прямо впливають на процеси запам'ятовування, і що особливо вони важливі для здатності розрізняти схожий досвід, коли якась стара ситуація, яка давно відклалася в пам'яті, і нова, в яку ми тільки що потрапили, відрізняються один від одного всього лише кількома деталями. Наприклад, якщо ми йдемо давно знайомим маршрутом і бачимо, що вулицю перекопали, ми, завдяки здатності бачити нове в старому, легко можемо знайти обхідний шлях, порівнюючи звичні і нові деталі ландшафту.
На рівні нейронних мереж вибір моделі поведінки супроводжується різною активністю біля «нейронів входу» і «нейронів виходу». Стимул, що надходить в нейронну мережу, викликає однакову реакцію у приймаючих нейронів, але ось після внутрішньомережевої обробки сигналу ті клітини, які пред'являють готовий результат, спрацьовують по-різному: їх імпульси відрізняються один від одного. Якщо у піддослідних тварин в гіпокампі придушували нейрогенез, то такий поділ імпульсів зникав, і мозок втрачав здатність помічати нові деталі і дрібні зміни в навколишньому. Однак тут виникало інше питання: як у цьому випадку розподіляють обов'язки між собою старі і нові клітини?
Відповідь спробували знайти Аттіла Лозончі (Attila Losonczy) і його колеги з Колумбійського університету. В експерименті мишам потрібно було запам'ятати, чим відрізняються між собою дві клітини: обидві були дуже схожі, але тільки в одній з клітин тварин злегка били струмом. Звичайні миші запам'ятовували відмінності в обстановці, і, якщо їх садили в «електроклітку», вони в страху завмирали на місці, тоді як в безпечній камері ніякого страху миші не відчували. Але якщо у них цілеспрямовано відключали появу нових нервових клітин в зубчастій звивині гіпокампа, то тварини переставали розрізняти клітини, і відчували стрес і там, і там.
Наступний досвід був складнішим: мишей ставили на бігову доріжку, одночасно організовуючи їм щось на зразок віртуальної реальності за допомогою звуків, запахів, якихось видів і тактильних стимулів. Штучне оточення в різних варіантах експерименту було схожим, але не до кінця. Тварини несли генетичну модифікацію, так щоб молоді нейрони самі по собі світилися червоним, але при тому і молоді, і старі світилися зеленим в момент активності. Метою було побачити, як відрізняються в роботі старі і нові нервові клітини, коли мозку потрібно «зловити» невеликі відмінності в навколишній обстановці - і ось, поки миша йшла крізь віртуальний світ, в її мозок дивилися за допомогою спеціального мікроскопа, здатного розрізнити флуоресцентне світіння з глибин нервової тканини.
Розподіл активності між нервовими клітинами виявився дещо несподіваним. Якщо ми кілька разів поспіль опиняємося в одному і тому ж місці, в якому тільки деякі деталі змінюють положення, то інформацію про це місце можна розділити на більш загальну, неспецифічну, що має відношення до всього взагалі - і на нову, менш специфічну, що має відношення до змін, на відмінності від колишнього. І логічно було б припустити, що за нове відповідають нові нейрони.
Однак, як пишуть дослідники в журналі Neuron, все виявилося навпаки: молоді нервові клітини реагували на все відразу, старі ж реагували саме на специфічну комбінацію імпульсів. Грубо кажучи, «новонароджені» нейрони не бачили різниці між старою і новою обстановкою, а ось старі нейрони її якраз і бачили.
Насправді, існує гіпотеза, що нейрогенез потрібен не тільки для того, щоб було де тримати накопичувану інформацію, скільки для поліпшення контролю над пам'яттю. Нові нейрони, згідно з такою моделлю, пригнічують активність старих, одночасно роблячи їх більш розбірливими, так що старі нейрони починають відповідати не на всі стимули, а тільки на деякі. У результаті в центрі пам'яті утворюється безліч частково перекриваються груп нервових клітин зі своїми спеціалізаціями, що дозволяє розрізняти блоки інформації за найдрібнішими ознаками.
Якщо гіпотеза вірна, то придушення активності нових нейронів, або придушення нейрогенезу взагалі, має посилити неспецифічну активність старих клітин і, як наслідок, послабити здатність запам'ятовувати деталі і зокрема. У майбутньому автори роботи збираються якраз це і перевірити.
До речі, саме нездатність відчувати різницю між новим і старим особливо гостро проявляється в різних психоневрологічних порушеннях, на кшталт депресії і посттравматичного синдрому - людина перестає розуміти, що щось змінилося, що все навколо вже не таке сумне і страшне, як раніше. Так що як бачимо, вивчення дорослого нейрогенезу має і цілком конкретні медичні перспективи.
За матеріалами Science.