Оптогенетические эксперименты на лабораторных мышах показали, что у страдающих болезнью Альцгеймера продолжают сохраняться воспоминания о текущих событиях, и проблему представляет лишь доступ к ним. О работе рассказывает публикация в журнале Nature.

Из-за развития нейродегенаривных процессов уже на ранних стадиях болезни Альцгеймера катастрофически нарушается работа кратковременной памяти. Принято считать, что это связано с потерей больным самой способности сохранять новые воспоминания. Однако такие взгляды опровергает исследование, проведенное группой американских ученых во главе с Сусуму Тонегавой (Susumu Tonegawa) из Массачусетского технологического института.

Опыты ставились на ГМ-линиях лабораторных мышей, в мозге которых откладывались амилоидные бляшки, вызывавшие близкие к болезни Альцгеймера симптомы, включая потерю памяти. Даже получив удары током в одной из клеток, эти мыши не вырабатывали обычного страха перед ней. Для оптогенетических экспериментов ученые внесли в таких животных дополнительные гены канального родопсина, которые активировались в клетках гиппокампа. Чувствительные к излучению белки позволяли авторам избирательно стимулировать работу нейронов этой структуры, играющей ключевую роль в работе кратковременной памяти.

Зубчатая извилина гиппокампа экспериментальной мыши; нейроны, несущие канальный родопсин, флуоресцируют зеленым. Dheeraj Roy

После предварительных тренировок, во время которых у больных мышей могли бы сформироваться негативные воспоминания, их снова помещали в ту же «электрическую» клетку, однако при этом активировали нейроны гиппокампа, срабатывавшие при тренировках. Тогда воспоминания действительно возвращались, и мыши проявляли типичную для них в потенциально опасной обстановке реакцию замирания. Впрочем, ненадолго: без стимуляции они уже на следующий день снова переставали бояться знакомой клетки.

Изучение срезов головного мозга таких мышей показало, что нейроны гиппокампа оказались неспособны сформировать дополнительные связи с энториальной корой, как это происходит в норме. Эта структура также участвует в работе памяти и при болезни Альцгеймера страдает особенно рано. Поэтому при повторном предъявлении стимула сигнал от энториальной коры не мог активировать нейроны гиппокампа и стимулировать память о нем.

Ученым удалось вернуть ее лишь дополнительным излучением. Подавая на гиппокамп череду световых импульсов, его стимулировали к работе так, как если бы воспоминания проигрывались снова и снова, а синапсы между нейронами гиппокампа и энториальной коры укреплялись. После такой процедуры память об опасной клетке закреплялась надежно и вызывала замирание без дополнительной стимуляции светом. На срезах головного мозга авторы наблюдали укрепление нейронных путей, связывающих гиппокамп с энторинальной корой.

Авторы считают, что даже такой оптогенетический подход не позволит остановить нейродегенеративные разрушения надолго, и через несколько месяцев мыши снова потеряют образовавшиеся в мозге связи. Однако работа раскрывает важную деталь развития деградации памяти при болезни Альцгеймера: по крайней мере, на каком-то ее этапе воспоминания продолжают сохраняться, и теряется лишь способность вызвать их в ответ на ключевой стимул.

Автор: Роман Фишман