Нейрофизиологам впервые удалось пронаблюдать, как формирующие воспоминания молекулы путешествуют по мозгу живого существа. Чтобы мочь вспомнить некоторый опыт или событие, животное сначала должно «закодировать» и сохранить его в клетках мозга. Это крайне сложный динамический процесс,в ходе которого меняются синаптические связи между нейронами. Но пронаблюдать за ним «вживую» – дело нелегкое.

Нейроны очень чувствительны к любым внешним воздействиям. Именно поэтому почти невозможно увидеть, как они «запасают» воспоминания в живых клетках мозга. Чтобы обойти эти трудности, исследователи из Медицинского института им. Альберта Эйнштейна при Университете Йешива (Израиль) пометили флуоресцентной краской молекулы матричной (информационной) РНК, кодирующие белок бета-актин – важнейший структурный белок, присутствующий в большом количестве в нейронах мозга. Его считают одним из ведущих «игроков» в процессе создания воспоминаний.

Для создания этого потрясающего видео ученые стимулировали нейроны в гиппокампе мышей – именно там формируются и хранятся воспоминания. Они пронаблюдали, как светящиеся молекулы мРНК бета-актина образуются в ядрах нейронов и перемещаются по дендритам (вытянутым «ветвям» нейронов).

И тут ученые поняли, что мРНК показывает невиданную стратегию контроля над нейронами памяти. Они назвали его «маскировкой/демаскировкой». Именно этот процесс обеспечивает синтез бета-актина в нужное время, в нужном месте и в нужном количестве.

«Наши наблюдения – как нейроны избирательно активизируют синтез белков, а затем отключают его – в точности соотвествуют базовым представлениям о работе памяти. Частая стимуляция нейрона обеспечивает выброс мРНК в частых, управляемых вспышках, от чего бета-актин накапливается именно там, где необходимо укрепить синапс», – отмечает ведущий автор исследования Роберт Сингер (Robert Singer).

«Стоит отметить, что у нас получилось "раскрасить» клетки мыши без использования каких-либо искусственных генов или иных внешних средств воздействия, которые могли бы повредить (или модифицировать) нейроны и тем самым поставить наши выводы под сомнение", – отметил Сингер.

Исследование представлено в журнале Science.