За зв'язність спогадів у мозку відповідають особливі нейрони, які можна назвати зберігачами інформаційного контексту.
Буває так, що якесь явище, або слово, або предмет викликають у нас цілу лавину спогадів. Наприклад, побачивши блискавку, ми згадуємо відпустку позаминулого літа, коли було багато гроз; або ж ми занурюємося в спогади про дитинство, дізнавшись знайомий запах випічки.
Так відбувається тому, що пам'ять зберігає не просто якусь подію, але і його контекст - ми не просто їли бабусин пиріг, ми їли його в будинку, а будинок був у селі, а в селі жили ще якісь наші знайомі і т. д. Якби наш мозок не запам'ятовував контекст, якби пам'ять являла собою просто окремо взяті одиниці інформації, нам би жилося набагато важче, навіть просто в побутовому сенсі.
У статті в Neuron Судзумі Тонегава (Susumu Tonegawa) і його колеги з Массачусетського технологічного інституту пишуть про те, що зв'язок спогадів забезпечують так звані енграмні нейрони. Тонегава - нобелівський лауреат за відкриття в галузі імунології, який став видатним сучасним нейробіологом. Одне з найбільших досягнень його лабораторії - відкриття енграмних клітин у центрі пам'яті гіпокампе.
Під енграмою розуміють слід, залишений подразником; якщо говорити про нейрони, то повторюваний сигнал - звук, запах, якась обстановка і т. д. - повинні провокувати в них якісь фізичні та біохімічні зміни. Якщо стимул потім повториться, то «слід» активується, і клітини, в яких він є, викличуть з пам'яті весь спогад цілком. Іншими словами, у нас енграмні («ключові») нейрони відповідають за доступ до записаної інформації, а щоб самі вони запрацювали, на них повинен подіяти ключовий сигнал; очевидно, що самі такі клітини повинні вміти якось зберігати в собі інформацію про ті чи інші стимули.
Про енграмні клітини ми неодноразово писали. У нових експериментах Тонегава і його співробітники виявили нові особливості в роботі енграмних нейронів. Коли піддослідні миші повторно потрапляли в обстановку, що запам'яталася ним, енграмні клітини через п'ять хвилин ставали легковозбудимими: протягом години вони активніше відгукувалися на різні стимули; пізніше, через дві години, клітини заспокоювалися і реагували на стимули, як зазвичай. Дослідникам вдалося з'ясувати, що збудливість нейронів підвищується завдяки тому, що в мембранах нейронів тимчасово стає менше особливих іонних каналів, які пропускають калій - перерозподіляючи позитивні іони калію між зовнішньою і внутрішньою стороною клітинної мембрани, ці канали роблять клітку менш збудливою.
Щоб показати, як підвищена збудливість енграмних клітин впливає на пам'ять, автори роботи поставили з мишами два експерименти, в яких миші повинні були згадати щось з минулого досвіду. Але спогади у них будили різним манером, в одному випадку це була пам'ять різна (спогади повинні були допомогти відрізнити одне від іншого), а в іншому - пам'ять доповнююча (мозок повинен був доповнити спогадами те, що побачив).
У першому випадку миші в певному оточенні кілька разів отримували м'який удар струмом, так що вони повинні були запам'ятати це оточення як небезпечне. Наступного дня деяких мишей знову садили в ту ж обстановку - і енграмні клітини у них демонстрували тимчасову підвищену збудливість. Потім деяких з них через п'ять хвилин садили в іншу клітку, де щось було новим, а щось було схоже на колишню, неприємну клітку, де їх вчора били струмом і яку їм довелося згадати буквально п'ять хвилин тому. Декого теж садили в «змішану» клітку, але тільки через три години після нагадування про вчорашнє. До того ж до цих була ще третя група мишей, яким після «електричного» навчання нічого не давали згадати, а відразу садили в змішану клітку.
У результати миші з третьої групи, яким заново ні про що не нагадували, в змішаній клітці демонстрували стрес, завмираючи на місці, як роблять гризуни, відчувши небезпеку. Так само завмирали на місці ті, яким нагадували про першу клітку, але в змішану клітку садили через три години після нагадування. І ті, і інші бачили в цій змішаній клітині окремі ознаки вчорашніх неприємностей, і лякалися.
Навпаки, ті миші, яким нагадували електричну клітку і всього через п'ять хвилин садили в змішану клітку, нічого не лякалися. Енграмні клітини, як ми говорили, реагують на знайомі обставини, через п'ять хвилин стаючи легковозбудимыми і зберігаючи підвищену збудливість на годину. Саме вони допомагали мишам зрозуміти, що хоча в новій обстановці є елементи електричної клітини (в якій вони сиділи п'ять хвилин тому), це все ж не те ж саме, і тому боятися нічого.
В іншому експерименті, на доповнюючу пам'ять, мишам давали десять хвилин, щоб обстежити навколишню обстановку; струмом їх поки що не били. Наступного дня їх повертали в ту ж обстановку і давали м'який електричний удар. Частину гризунів тут же з цієї клітини забирали, а інших залишали ще на три хвилини, щоб вони її згадали трохи краще. Потім їх усіх з клітини забирали, після чого деяких через п'ять хвилин садили в неї ж - і знову били струмом, а частину садили - через три години, знову для удару струмом. Знаючи, як поводяться енграмні клітини, можна припустити, що ті тварини, які отримували повторний удар через п'ять хвилин, запам'ятовували клітку як неприємне місце: енграмні нейрони, що активувалися через п'ять хвилин, запам'ятовували контекст, і в цей контекст входив електричний удар.
Через три дні всіх мишей знову садили в ту ж клітку. Ті, які отримували всього один удар струмом, цього разу майже не завмирали на місці - одного удару було недостатньо, щоб сформувати поганий спогад. Точно так само майже не боялися і ті, які отримували другий удар, але отримували його через три години - їхні енграмні клітини встигали заспокоїтися. А ось ті, яких вдруге били струмом через п'ять хвилин, впадали в заціпеніння - тобто вони запам'ятовували минулі неприємності дуже добре, незважаючи на те, що удар струмом вони відчували всього два рази.
В обох експериментах важливо те, що спочатку мишей поміщали в знайомий контекст, щоб розгойдати енграмні клітини. Стаючи легковозбудимими, вони допомагали запам'ятати нові події, які відбувалися з мишами. Тобто енграмні нейрони можна з певною часткою умовності назвати зберігачами контексту, які забезпечують зв'язність спогадів. І тут, звичайно важко утриматися від спокуси позначати про той час, коли згасаючі спогади можна буде воскрешати, стимулюючи в мозку цих самих «хранителів контексту», що зв'язують воєдино різні події нашого життя.