н
е
й
р
о
ф
и
3
и
о
л
о
г
и
я

к
о
р
о
т
к
и
е

с
т
а
т
ь
и

 2

 


Как в мозгу "укладывается" память

ЛАБОРАТОРИЯ ПРОСТРАНСТВ 
galactic.org.ua 

 

ЧЕЛОВЕК 

 


Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2000 год
Анохин К.В., доктор медицинских наук, Институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН Москва
Журнал ПРИРОДА • №1 • 2001

Нобелевская премия по физиологии и медицине за 2000 г. присуждена трем исследователям: шведскому фармакологу Арвиду Карлссону и двум американским нейробиологам — Полу Грингарду и Эрику Кенделу за открытия, касающиеся «передачи сигналов в нервной системе».

ПРЕМИЯ НОБЕЛЕВСКАЯ нейропсихофармаколог Арвид Карлссон Arvid CarlssonАрвид Карлссон (Arvid Carlsson), один из патриархов нейропсихофармакологии, родился в 1923 г. в Упсале (Швеция). В 1951 г. окончил медицинский факультет Лундского университета, в котором начал работать ассистентом профессора на кафедре фармакологии. В 1959 г. получил должность профессора фармакологии в Гётеборгском университете, где и проработал бессменным заведующим кафедрой до своей отставки в 1989 г. В настоящее время продолжает научные исследования на этой кафедре.

ЛАУРЕАТ НОБЕЛЕВСКОЙ ПРЕМИИ биохимик Пол Грингард Paul GreengardАмериканский биохимик Пол Грингард (Paul Greengard) родился в 1925 г, в Нью-Йорке. Степень доктора философии получил в 1953 г. в Университете им. Дж.Гопкинса в Балтиморе, после чего проработал шесть лет в разных биохимических лабораториях в Лондоне и в Бетесде. Несколько лет возглавлял биохимические исследования в фармацевтической компании Гейги, а в 1968 г. продолжил карьеру университетского ученого, вначале в Йеле, а с 1983 г. (и до сих пор) руководит лабораторией молекулярной и клеточной нейробиологии в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке.

НОБЕЛЕВСКИЙ ЛАУРЕАТ Эрик Кендел Eric KandelПризнанный пионер исследований синаптических основ обучения Эрик Кендел (Eric Kandel) родился в 1929 г. в Вене, но вскоре эмигрировал с родителями в США, где в 1956 г. окончил медицинский факультет Нью-Йоркского университета. До 1965 г. работал психиатром в Гарвардском медицинском институте в Бостоне, а затем связал свою судьбу с Колумбийским университетом в Нью-Йорке, где и сейчас возглавляет одну из ведущих лабораторий мира, занимающихся изучением механизмов памяти.

Какие работы объединяют всех трех лауреатов? По решению Нобелевского комитета, премия присуждена за пионерные открытия, касающиеся определенного вида передачи сигналов от одной нервной клетки к другой, обозначаемого как «медленная синаптическая передача». Чтобы понять, каково место и значение такой клеточной коммуникации в работе мозга, обратимся к истории исследования синаптических связей. История эта полна драматизма, научных коллизий, и многие из ее этапов уже были отмечены Нобелевскими премиями.

В XIX в. сложность строения и переплетения клеток в нервной системе давала основания думать, что нервные клетки соединены между собой ретикулярными или протоплазматическими связями в единую сеть. Одним из основных защитников этой теории был итальянский нейроанатом К.Гольджи, который изобрел получивший его имя способ окраски отдельных нервных клеток. Рухнула "ретикулярная теория" в значительной степени благодаря работам блестящего испанского нейроанатома С.Рамон-и-Кахаля: он использовал метод Гольджи для демонстрации дискретности нейронов, взаимодействующих друг с другом через специализированные контакты. "В 1906 г. Рамон-и-Кахаль получил Нобелевскую премию, которую по иронии судьбы разделил со своим непримиримым оппонентом Гольджи.

Термин для обозначения зон контактов между нервными клетками ввел английский нейрофизиолог Ч.Шеррингтон. В 1890-х годах при подготовке раздела о нервной системе для руководства по физиологии он столкнулся с необходимостью как-то обозначить соединение между нейронами. Как позже вспоминал сам сэр Чарльз, он предложил редактору руководства М.Фостеру термин "синдесм". Однако приятель Фостера, знаток Эврипида и специалист по древнегреческой литературе Верелл посоветовал использовать слово "синапс" — термин, ставший с тех пор одним из ключевых в науке о мозге. В 1952 г. Шеррингтону (совместно с Э.Д.Эдрианом) была присуждена Нобелевская премия за исследования функций нервных клеток.

В начале XX в. среди физиологов господствовало представление, что сигналы от клетки к клетке передаются через синапс с помощью электрических импульсов. Однако исследования немецкого физиолога О.Леви, русского ученого А.Ф.Самойлова и английского исследователя Г.Дейла показали, что из окончаний нейронов выделяются химические вещества, которые передают информацию к постсинаптической клетке. Эти вещества получили название нейромедиаторов. Хрестоматийным примером стала история о том, что схему эксперимента, приведшего Леви к открытию первого нейромедиатора — ацетилхолина, — он увидел во всех деталях во сне. К середине 30-х годов химическая передача нервного импульса получила уже столько подтверждений, что в 1936 г. двум из ее первооткрывателей — О.Леви и Г.Деплу — была присуждена Нобелевская премия.

Может быть, последним известным ученым, который, вопреки неумолимым доказательствам. упорно выступал против химической природы синаптической передач, был ученик Шеррингтона Дж.Эклс. Его отрицание зашло так далеко, что отказываться от своих взглядов было невозможно. Так, по крайней мере, казалось Эклсу до тех пор, пока он не встретился во время работы в Канберре с одним из самых неортодоксальных философов XX в. К.Поппером, эмигрировавшим в Австралию из Австрии. Поппер сумел быстро доказать своему новому другу, что главный порок в науке — не совершать ошибки, а упорствовать в них. "Те из нас, кто боится подвергнуть риску опровержения свои идеи, — говорил Поппер, — не участвуют в научной игре". И в 1945 г. Эклс публично заявил об отказе от своих прошлых взглядов и приступил к изучению химических механизмов синаптической передачи. Его блестящие исследования принесли ему в 1963 г. Нобелевскую премию. Эта награда зафиксировала достигнутые нейрофизиологией успехи в понимании механизмов передачи медиаторами (на примере ацетилхолина) электрических сигналов между нервными клетками.

Однако уже в 50-е годы стали появляться доказательства того, что центральная нервная система использует в синапсах не один или два, а гораздо больше нейромедиаторов. Причем некоторые из них ведут себя иначе, чем ацетилхолин.

Особенно необычными оказались катехоламиновые нейромедиаторы — дофамин, норадреналин и адреналин, — которые образуются в нервных клетках из поступающей с пищей аминокислоты тирозина посредством следующей цепи реакций: тирозин —> дигидроксифенилаланин —> дофамин —> норадреналин —> адреналин.

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ
Пути распределения дофамина (выделено цветом) в мозге. Этот нейромедиатор синтезируется в черной субстанции мозга, а затем распределяется по нервным структурам, регулирующим двигательную активность. Дефицит дофамина в базальных ганглиях приводит к тремору и ригидности - характерным симптомам болезни Паркинсона.
 

Одна из особенностей катехоламинов состоит в том, что в мозге очень мало нейронов, синтезирующих их. Из приблизительно 50—100 млрд. нервных клеток в мозге человека, вероятно, только около 0,001% нейронов, расположенных локальными группами, используют эти медиаторы. Однако это компенсируется тем, что окончания катехоламиновых нейронов очень широко распространены по нервным структурам, буквально «заливая» выделяемым медиатором клетки мозга. Например, каждый из около 10 тыс. синтезирующих дофамин нейронов в черной субстанции мозга крыс образует примерно 500 тыс. синаптических бутонов в неостриатуме — структуре переднего мозга, связанной с регуляцией движений. У человека число бутонов одной дофаминовой клетки может достигать 5 млн. Сначала полагали, что в цепи реакций синтеза катехоламинов дофамин лишь предшественник норадреналина и не выполняет медиаторных функций. Однако шведский фармаколог Арвид Карлссон, разработав высокочувствительный метод определения дофамина в нервной ткани, показал, что картина его распределения в мозге не повторяет таковую для других катехоламинов. В частности, чрезвычайно высоким оказалось содержание дофамина в неостриатуме. И, как и для других катехоламинов, концентрация дофамина резко падала под воздействием резерпина — препарата, истощающего запасы катехоламиновых медиаторов в синаптических пузырьках. При этом одним из побочных действий резерпина было появление у животных симптомов, напоминающих болезнь Паркинсона — заболевания нервной системы, характеризующегося тяжелыми расстройствами регуляции движений. Сопоставив все эти факты, Карлссон выступил в 1958 г. на Катехоламиновом симпозиуме в Бетесде (США) со смелой гипотезой, согласно которой дофамин — самостоятельный медиатор в мозге, чьи функции связаны с экстрапирамидной системой регуляции движений. Он также предположил, что болезнь Паркинсона вызвана ненормально низкими концентрациями дофамина в базальных ганглиях. Эта гипотеза получила подтверждение уже в 19б1 г., когда в мозге пациентов, умерших от болезни Паркинсона, была измерена концентрация дофамина.

Но Карлссон сделал следующий шаг: стал давать крысам с истощенными резерпином запасами дофампна L-дигид-роксифенилаланин (L-ДОФА) — предшественник синтеза дофамина. Это не только восстановило концентрацию дофамина в мозге, но и вернуло животным способность к нормальным движениям. Отсюда следовало логическое предположение, что больных паркинсонизмом можно лечить с помощью L-ДОФА. И действительно, первые испытания, проведенные в конце 60-х годов, показали, что у таких больных, получавших в течение нескольких недель высокие дозы L-ДОФА, наступает значительное улучшение. Сегодня этот прием остается одним из самых эффективных методов терапии при паркинсонизме.

Помимо успешной борьбы с паркинсонизмом, работы Карлссона привели к пониманию действия целого ряда других основных психотропных препаратов. Например, он показал, что нейролептики — лекарства, используемые при лечении шизофрении — влияют на синаптическую передачу в мозге, блокируй дофаминовые рецепторы. В 1975 г. он ввел понятие «ауторецептор» для обозначения катехоламиновых рецепторов, расположенных на самих синтезирующих катехоламин нейронах и играющих важную роль в их работе. Кроме того, Карлссон внес большой вклад в создание нового поколения антидепрессивных препаратов, избирательно блокирующих обратный захват клетками из синапса еще одного медиатора — серотонина.

Итак, к началу 70-х годов выяснили, что дофамин, норадреналин и серотонин — медиаторы в центральной нервной системе, оказывающие необычное воздействие на клетки-мишени. В отличие от быстрых, наступающих за миллисекунды, эффектов классических аминокислотных медиаторов и ацетилхолина действие катехоламинов нередко развивается за сотни миллисекунд или секунды и может длиться даже часами. Такой способ передачи сигналов между нейронами назвали «медленной синаптической передачей».

В 1979 г. Эклс в соавторстве с двумя канадскими биохимиками, супругами Мак-Гир, опубликовал статью, в которой предложил называть эффекты классических быстрых медиаторов ионотропными, имея в виду, что они воздействуют на ионные каналы в синаптической мембране, а медленные эффекты — метаботропными, предполагая, что они требуют вовлечения метаболических процессов внутри постсинаптического нейрона. Как писали эти авторы в 1978 г., полная история катехоламинов не может быть рассказана, потому что наиболее важные открытия — расшифровка их эффектов на постсинаптические клетки — еще не сделаны.

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ ПАМЯТИ

Механизм медленной синаптической передачи нервного импульса. Связывание дофамина с рецепторами на клеточной мембране повышает в клетке содержание "вторичного посредника" - цАМФ. Это активирует фермент протеинкиназу, которая фосфорилирует мембранные белки ионных каналов, благодаря чему осуществляется регуляция передачи нервных импульсов.

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ ФИЗИОЛОГИЯ ПАМЯТИ

Молекулярный механизм формирования долговременной памяти. При изучении защитного рефлекса (втягивание жабры в ответ на стимуляцию сифона) у морского зайца установлено, что нейромедиаторы, действующие на клетку, вызывают в ней каскад молекулярных реакций (показано стрелками). В результате изменяется форма и функции синапсов, что приводит к длительным модификациям защитного рефлекса.

Завесу неизвестности над этим вопросом приоткрыл Пол Грингард. Он показал, что медленная синаптическая передача через метаботропные рецепторы вызывает внутри нервных клеток химическую реакцию, фосфорилирование, т.е. присоединение к белкам фосфатных групп с последующим изменением формы и функции этих белков. Грингард с сотрудниками обнаружили, что связывание дофамина с рецепторами на клеточной мембране повышает в клетке содержание «вторичного посредника» — циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Это активирует фермент протеинкиназу А, которая способна фосфорилировать многие белки в нервной клетке. Среди фосфорилируемых белков находятся, в частности, мембранные белки различных ионных каналов, которые контролируют возбудимость нервной клетки и обеспечивают генерацию и передачу нервных импульсов нейроном. Поэтому дофамин и другие медиаторы, действующие через метаботропные рецепторы,способны модулировать посредством этого механизма возбудимость нервных клеток и их реакции на медиаторы, действующие через ионотропные рецепторы.

Впоследствии Грингард показал, что в клетках мозга протекают еще более сложные процессы. Медиаторы, подобные дофамину, действующие через метаботропные рецепторы, могут вызывать не только фосфорилирование, но и дефосфорилирование белков. При этом многие из их сложных эффектов внутри клетки опосредуются воздействием на регуляторный белок DARPP-32, который в свою очередь влияет на функции многих других белков в клетке. Эти работы Грингарда позволили также понять эффекты некоторых антипсихотропных препаратов, которые, как оказалось, специфически влияют на фосфорилирование белков в различных нервных клетках.

Таким образом, исследования Грингарда раскрыли окно в новый мир внутриклеточных эффектов медиаторов, осуществляющих медленную синаптическую передачу. Они продемонстрировали, что, помимо классических эффектов, реализующихся через ионотропные рецепторы и непосредственное изменение электрических мембранных потенциалов, многие нейромедиаторы (катехоламины, серотонин и некоторые нейропептиды) оказывают влияние и на биохимические процессы в цитоплазме нейронов. Именно этими метаботропными эффектами и обусловлено необычно медленное действие таких медиаторов и их длительное, модулирующее влияние на функции нервных клеток. Поэтому такие нейромедиаторы часто вовлечены не в передачу быстрых сигналов для восприятия, движения, речи, а в оркестровку сложных состояний нервной системы — эмоций, настроений, мотиваций. Иллюстрацией этому тезису может служить недавняя статья Грингерда и его сотрудников в «Science», показывающая, что дофамин и DARPP-52 участвуют в регуляции полового поведения у крыс.

Одну из важнейших функций мозга, в которой задействованы механизмы медленной синаптической передачи и фосфорилирования белков, многие годы исследовал третий нобелевский лауреат, американский нейробиолог Эрик Кендел. Это процессы формирования памяти.

Кендел начал изучать механизмы обучения на млекопитающих, но затем понял, что их мозг слишком сложен для расшифровки фундаментальных клеточных основ памяти. Поэтому в начале 60-х годов он поехал во Францию к выдающемуся нейробиологу чешского происхождения Ладиславу Тауку, чтобы научиться у него работать с морским зайцем (Aplysia). У этого моллюска относительно простая нервная система, состоящая примерно из 20 тыс. нервных клеток. Многие из них настолько велики, что видны невооруженным глазом и могут быть идентифицированы по положению в нервных ганглиях. При этом морской заяц имеет простые защитные реакции, которые можно использовать для исследования фундаментальных механизмов обучения.

Кендел обнаружил, что определенные стимулы усиливают защитный рефлекс втягивания жабры у аплизии. Эта измененная реакция сохраняется на протяжении часов или даже дней и поэтому служит удобной моделью для изучения механизмов памяти и обучения. Исследования лаборатории Кендела показали, что в основе такой длительной реакции лежит повышение эффективности синаптической передачи между сенсорными нейронами моллюска и двигательными нервными клетками, которые активируют мышцы для защитной реакции.

Сначала Кендел и его сотрудники исследовали модификации защитного рефлекса, сохраняющиеся на протяжении минут или часов — аналог так называемой кратковременной памяти. Они установили, что в основе этой формы пластичности лежит усиленный вход ионов кальция в клетку, который повышает выделение нейромедиатора сенсорным нейроном при каждом нервном импульсе и, следовательно, усиливает оборонительную реакцию. Эти изменения происходят за счет фосфорилирования белков определенных ионных каналов по механизму, описанному Грингардом.

Более сильные и продолжительные стимулы формируют у моллюска разновидности долговременной памяти, которая может длиться дни и даже недели. Эти стимулы увеличивают содержание в клетке цАМФ и активируют протеинкиназу А. Далее такие сигналы через фосфорилирование определенных белков, так называемых транскрипционных факторов, достигают ядра нервной клетки, где меняют активность ряда генов. В результате синтез некоторых из белков заметно увеличивается, а других уменьшается. Многие из этих генов кодируют белки, участвующие в построении и функции синапсов. Благодаря каскаду молекулярных реакций изменяются функции и форма синапсов нейрона, что ведет к долговременным изменениям синаптической эффективности, лежащей в основе длительных модификаций защитного рефлекса у аплизии.

Таким образом, в отличие от кратковременной памяти, требующей фосфорилирования уже присутствующих в клетке белков, долговременная память основывается на экспрессии генов и синтезе новых белков. Значит, если заблокировать синтез белков в нервной системе, исчезает долговременная память, а кратковременная остается неповрежденной. Замечательная особенность этой цепи клеточных процессов состоит в том, что фундаментальные ее звенья и компоненты чрезвычайно схожи при обучении у моллюсков и у млекопитающих, оставаясь, по-видимому, неизменными на протяжении многих миллионов лет эволюции нервной системы. Это позволило Кенделу начиная с 90-х годов перенести значительную часть обнаруженных им на морском моллюске закономерностей на модели сложного обучения у мышей. Используя технологию гомологических рекомбинаций, позволяющую удалять у этих животных отдельные гены, Кендел и его сотрудники показали, что основные компоненты молекулярного каскада формирования памяти, описанные ими для аплизии, необходимы и при консолидации памяти у млекопитающих.

Подобная универсальность роли медленной синаптической передачи в формировании памяти, безусловно, открывает новые возможности биохимической коррекции нарушенной памяти у человека. Действительно, несколько лет назад Кендел основал биотехнологическую компанию, направленную на поиск принципиально новых средств регуляции памяти. Эти исследования особенно важны потому, что болезнь Альцгеймера и другие виды возрастных патологий (особенно характерных для развитых стран) начинаются именно с нарушений памяти.

Итак, Нобелевская премия 2000 г. за исследование механизмов "медленной синаптической передачи", достойно завершила историю изучения клеточных основ деятельности мозга в XX в. Что же дальше? Хочу закончить свой короткий рассказ о лауреатах премии 2000 г. следующим эпизодом.
Кендел еще в 1963 г., после известия о награждении Нобелевской премией А.Ходжкина, А.Хаксли и Дж.Эклса за изучение мембранных процессов нервного возбуждения и торможения, заявил, что следующая премия будет присуждена за исследование синаптических механизмов памяти. И взялся за изучение этого вопроса. Теперь понятно, что, хотя его труд по достоинству увенчался наградой, о которой он мечтал, Кендел ошибся как минимум дважды. Как это не раз бывало с присуждением Нобелевских премий, он получил ее за исследование не той проблемы, которой посвятил всю свою жизнь. Более того, за 37 лет, истекших с момента его предсказания, около дюжины Нобелевских премий присуждено за исследования мозга и ни одна из них — за расшифровку механизмов памяти. Современная нейронаука слишком мало знает о механизмах высших функций мозга, и на долю следующего века остается еще много фундаментальных открытий, касающихся этого самого сложного из всех известных нам во Вселенной объектов.

Компьютер отбивает память
Вы заметили, как много стало молодых людей, которые не могут пересказать только что прочитанный текст, не помнят своих планов, не выполняют обещаний? Не всегда виновником этого является легкомыслие и несобранность. Японские и английские врачи независимо друг от друга пришли к выводу, что распространение органайзеров, всяких напоминающих устройств в компьютере и т.п. привело к тому, что человеческая память бездействует и стремительно ухудшается.
(galactic.org.ua - С этими выводами трудно однозначно согласится. Однако всем ясно, что работа с компьютером может серьезно изменить человека - и не только в области психики. )

Атака на память
11.06.2001. "Эксперт" №22 (282)
Нейробиологи, исследующие механизмы функционирования памяти на молекулярном уровне, часто называют мозг "розовым ящиком" (по аналогии с "черным ящиком" - понятием, используемым в кибернетике при изучении объекта с неизвестной внутренней структурой), признавая тем самым, что работа этого важнейшего органа продолжает в значительной степени оставаться для них загадкой. На борьбу с тайнами мозга брошены огромные интеллектуальные и финансовые ресурсы. Например, Американское общество нейробиологов является сегодня самым крупным по численности научным обществом в мире: его съезды собирают до 15 тыс. ученых мужей. Серьезную моральную поддержку исследователям оказало в конце ушедшего века и правительство Соединенных Штатов, официально провозгласившее 90-е годы "десятилетием мозга". Сегодня уже можно подвести предварительные итоги этого беспрецедентного в истории науки "мозгового штурма".

Публикации об успехах нейрофизиологов и биохимиков в познании деятельности мозга и механизмов памяти в последние годы с завидной периодичностью украшают научно-популярные рубрики мировых СМИ. "Мозговое десятилетие" 90-х завершилось на мажорной ноте - за исследования механизмов медленной синаптической передачи нервных импульсов от нейрона к нейрону Нобелевская премия 2000 года по физиологии и медицине была присуждена американцам Полу Грингарду и Эрику Кенделу и шведу Арвиду Карлссону (см.заметку выше). Им удалось окончательно подтвердить, что память большинства живых существ работает благодаря действию так называемых нейротрансмиттеров, особых веществ, изменение концентрации которых в местах соединения нейронов друг с другом приводит к образованию несущего информацию импульса. В отличие от наступающих за миллисекунды эффектов классических нейромедиаторов действие исследовавшихся учеными дофамина, норадреналина и серотонина развивается за сотни миллисекунд, секунды и даже часы. Именно этим и обусловлено длительное, модулирующее влияние этих нейротрансмиттеров на функции нервных клеток (данные вещества часто вовлечены не в передачу быстрых сигналов для движения или речи, а в "оркестровку" сложных состояний нервной системы - воспоминаний, эмоций, настроений).

Следует также упомянуть о новом классе веществ, синтезированных в первой половине 90-х годов калифорнийцами Гарри Линчем и Гарри Роджерсом: эти вещества, названные авторами ампакинами, облегчают образование все тех же синаптических связей, с помощью которых происходит передача нервных импульсов между нейронами. На их основе компания Cortex Pharmaceuticals еще в 1994 году создала лекарство ампалекс, предназначенное для борьбы с болезнью Альцгеймера, одним из основных симптомов которой является прогрессирующая потеря памяти. Предварительные испытания в Европе показали, что две трети принимавших новое лекарство пожилых людей при прохождении тестов, проверяющих работу памяти, увеличили свои показатели в четыре раза - до уровня, соответствующего характеристикам среднестатистического гражданина тридцати пяти лет от роду. В настоящее время испытания действия ампалекса проводятся и в США.

2000 год принес еще один многообещающий результат: двум биохимикам из Нью-Йорка, Джерри Йину и Тиму Талли, удалось установить, что белок под названием CREB ответственен за образование долговременной памяти у дрозофил (поскольку нервные клетки человека и дрозофилы принципиально не отличаются, CREB может играть ключевую роль в процессе запоминания не только в мушином, но и в человеческом мозге). Дрозофил обучали, обдувая их струйками воздуха с различными ароматами, причем подача одного из запахов сопровождалась ударом электрического тока. Оказалось, что мухи с нормальным содержанием CREB обучаются избегать опасного запаха за десяток ударов, с низким содержанием - вообще не могут выработать такого навыка, а с повышенным содержанием - уже после первого удара запоминают опасный запах навсегда. Американские биохимики обнаружили, что CREB запускает процесс выработки нейронами белков, усиливающих синаптические связи. Соответственно, возникает возможность создания эффективного лекарства для лечения нарушений памяти. Воодушевленные этой благородной целью, Йин и Талли тут же в складчину основали компанию Helicon Therapeutics.

И наконец, в середине мая 2001 года появилась информация об очередном перспективном открытии, сделанном группой ученых под руководством Алсино Силвы и Пола Фрэнкланда в Институте исследования мозга Калифорнийского университета (UCLA). По словам г-на Фрэнкланда, в результате экспериментов над лабораторными мышами (более близкими, чем муха-дрозофила, "родственниками" человека) удалось обнаружить еще один белок с труднопроизносимым названием альфа-CaMKII, несущий ответственность за преобразование кратковременной памяти в долговременную в коре головного мозга.
Любопытно, что несколькими месяцами ранее д-р Силва установил, что в образовании долговременной памяти у мышей важную роль играет и упоминавшийся выше белок CREB.

Принимая во внимание столь бурную новейшую историю этой отрасли нейробиологических исследований, а также объявленные все тем же доктором Силвой планы перейти в дальнейшем к изучению "прочих белков, вовлеченных в процесс хранения информации в памяти", с достаточно высокой степенью вероятности можно предположить, что в скором времени будет обнаружена еще как минимум пара-тройка жизненно важных для памяти белков. И это, в свою очередь, неизбежно повлечет за собой создание их авторами примерно такого же количества новых венчурных компаний.

Постулат о том, что высшие мыслительные функции человека (включая память) осуществляются в коре головного мозга, сравнительно небольшом образовании толщиной около трети сантиметра, сегодня считается более чем очевидным. Пожалуй, самое убедительное свидетельство его справедливости - опыты канадского нейрофизиолога и нейрохирурга Уайлдера Пенфилда, проведенные в 50-х годах в Монреале. В ходе исследований по выявлению очага эпилепсии он обнажал поверхность мозга больных (иначе говоря, трепанировал их черепа) и раздражал определенные участки коры полушария мозга пациента с помощью электродов. Больные при этом находились в сознании, под местным наркозом, и могли описывать свои ощущения. Как оказалось, при раздражении тех или иных участков коры пациенты переживали яркие воспоминания различных моментов своего прошлого.

Человеческая память бывает двух видов - кратковременная и долговременная. Кратковременная память характеризуется малым объемом и небольшим (порядка 30 секунд) временем хранения, причем главную роль в образовании кратковременной памяти играют лобные доли головного мозга. У долговременной памяти и объем, и время хранения информации практически не ограничены. В качестве кладовых этого вида памяти выступают уже височные отделы коры. Впрочем, выделить участки коры, где хранится память о тех или иных специфических событиях, никому пока так и не удалось. В качестве возможного объяснения этих безуспешных попыток учеными было сделано предположение, что записи о том или ином конкретном событии дублируются в разных участках коры. Косвенно это подтверждают эксперименты американца Карла Лэшли, проведенные в начале 60-х годов: сначала он обучал крыс проходить через лабиринт, а затем поочередно удалял различные части их мозга. Как оказалось, вне зависимости от того, какая часть удалялась, крысы всегда сохраняли способность ориентироваться в лабиринте (проверять их реакцию на полное удаление мозга дотошный исследователь не стал).

Важную роль в функционировании памяти играют подкорковые образования. В первую очередь это касается парной извилины, расположенной в основании височной доли и плотно упакованной нервными клетками, - гиппокампа (в переводе с латыни -"морской конек", что отражает ее отдаленное сходство с изогнутым хвостом этой рыбы). Гиппокамп служит своеобразным "ситом", отсеивающим информационную шелуху и пропускающим действительно важную информацию из кратковременной памяти в долговременную.

Наиболее рельефно роль гиппокампа отражается в поведении больных, у которых по тем или иным причинам эта извилина выходила из строя. Большинство таких наблюдений было сделано в 50-60-е годы, а самым хрестоматийным больным стал некий канадец, известный в научной литературе под инициалами Х. М. (на результатах исследования его памяти сделало себе карьеру немалое число североамериканских нейропсихологов). Его состояние стало следствием запланированной операции, проведенной теми же эскулапами, которые потом ничтоже сумняшеся и стали его изучать: "лечение" страдавшего эпилепсией бедняги состояло в удалении значительных участков мозга включая передние две трети гиппокампа.
Другим экспериментальным подспорьем были жертвы несчастных случаев (так, один из них получил удар рапирой, которая проникла в мозг через ноздрю). Личностных изменений у таких больных не наблюдалось, их интеллект не уменьшался, а реакция на внешние события была вполне нормальной. Сохранялась память о событиях, предшествовавших моменту операции, нормально функционировала и кратковременная память. Однако способность переводить новую информацию из кратковременной памяти в долговременную с утратой гиппокампа полностью исчезала. Знакомиться с таким человеком приходилось при каждой новой встрече: достаточно было минутного интервала, и сведения о новом знакомом напрочь улетучивались у него из головы. Не могли больные с поврежденным гиппокампом и смотреть фильмы по телевизору: во время рекламных пауз они забывали сюжетную линию.

НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ ЗА ИССЛЕДОВАНИЕ ПАМЯТИЦвет помогает памяти
11.05.2002  Eurekalert!
Чтобы исследовать влияние цвета на запоминание образа, психологи из университетов Германии и Великобритании провели серию экспериментов. Участвующим в них добровольцам предложили внимательно рассмотреть 48 цветных и черно-белых пейзажных снимков. Затем фотографии смешали с другими 48 снимками, и предложили испытуемым их узнать. Как выяснилось, добровольцы «опознали» цветные картинки гораздо быстрее и точнее, чем черно-белые. Ученые также предложили испытуемым посмотреть, а затем найти в толстой пачке фотокарточек черно-белые снимки, раскрашенные в цвета неестественных оттенков. Выяснилось, что их, как и обычные черно-белые фотографии, участники эксперимента запомнили плохо.
Исследователи предполагают, что запечатлению образа в человеческом мозге способствуют «точные» оттенки, свойственные природным объектам или живым организмам. Вероятно, в процессе эволюции наши глаза настроились преимущественно на восприятие существующих в природе цветовых тонов. Может даже оказаться, что оттенки, свойственные небу или, скажем, листьям, помещены в биологическое «ПЗУ» - потому-то мозг и фиксирует их в первую очередь. В то же время, объекты, цвет которых не соответствует встроенной программе, мы попросту не принимаем во внимание.

Я тебя никогда не забуду
18.05.2002  University for Arkansas
Американский исследователь Джон Харт (John Hart, на фото) выдвинул новую гипотезу, объясняющую, как именно образы хранятся в памяти и почему со временем способности нашего мозга к усвоению информации ослабевают. Дело в том, что, по мнению ученого, вся информация о каком-либо объекте или событии разбивается на определенные блоки, которые «записываются» в различные центры: так, например, образ собаки включает в себя сведения о ее внешнем виде, запахе, звуках, которые она издает, и о кличке. И когда человек старается вспомнить своего четвероного друга, электрические сигналы из различных участков мозга воссоздают полноценную картину. И именно несинхронное прохождение этих сигналов обуславливает ухудшение памяти к старости или временную забывчивость вроде: «а еще этот... ну, как его там... с глазом». Своеобразным связующим звеном, объединяющим все импульсы в единое целое, является таламус: этот отдел головного мозга как бы по кирпичикам, хранящимся в памяти, складывает полноценный образ. Таким образом, можно предположить, что люди, страдающие различными заболеваниями, сопровождающимися потерей памяти (например, болезнь Альцгеймера) на самом деле память не теряют - просто нарушается синхронная работа таламуса и других участков мозга.

Окружающая среда и образ жизни влияют на память
19.08.2002. Русский переплет
Согласно результатам исследования, проведенного на мышах, богатая событиями обстановка во второй половине жизни может поддерживать активность участков мозга, отвечающих за память и обучение.
Ученые использовали 10-20-месячных мышей. Известно, что менопауза у мышей наступает на 10-13 месяц жизни, а средняя продолжительность жизни мышей составляет 2 года.
Половина мышей жила в стандартных клетках, а вторая половина - в клетках с туннелями, игрушками и разнообразной пищей.
Через 10 месяцев было обнаружено, что у мышей, живущих в "насыщенных" событиями условиях, содержалось в 5 раз больше вновь образованных клеток в гипокампусе - участке мозга, отвечающем за память и обучение, по сравнению с их сородичами, живущими в стандартных условиях. Более того, в клетках мышей, живущих в стандартных условиях, на 50% чаще встречались признаки, связанные со старением.
Таким образом, заключают ученые, обстановка, богатая событиями, помогает мозгу достичь определенного уровня пластичности, что позволяет поддержать память и мыслительную функцию на нормальном уровне, независимо от возраста. Однако необходимо иметь в виду, что подобные результаты, полученные на грызунах, пока преждевременно применять к людям.

Почему стираются воспоминания
30.08.2002.  www.pereplet.ru
Всем известно, что воспоминания со временем стираются из памяти и большинство людей воспринимает это как естественное явление. Однако результаты нового исследования позволили выявить, по крайней мере, один белок, активно принимающий участие в процессе "стирания" воспоминаний.
Поскольку пределы человеческой памяти ограничены, мозг должен выбирать, какие вещи следует помнить. Этот процесс регулируется двумя классами белков - отвечающих активирование или ингибирование биохимических процессов.
Швейцарские ученые исследовали один из таких белков, РР1. В эксперименте ученые использовали специальную линию мышей, у которых блокирована активность белка РР1 и мышей дикого типа. Для изучения памяти исследователи поместили мышей в коробку с тремя различными предметами на 5 минут с последовавшим перерывом на 5 либо на 15 минут. Было обнаружено, что мыши дикого типа запоминали обстановку лучше в том случае, если перерыв составлял 15 минут. Однако мыши, лишенные активности РР1, запоминали предметы не зависимо от времени. На основании проведенного эксперимента исследователи сделали вывод, что для закрепления воспоминаний мозгу требуется какое-то время, при этом снижается активность белка РР1.
Было также показано, что ингибирование РР1 приводит к уменьшению проблем с памятью, связанных с возрастом. Для этого они использовали 15-18-месячных мышей, чей возраст сопоставим с преклонным возрастом для человека. В ходе эксперимента мыши должны были запомнить местонахождение подводной платформы. Оказалось, что мыши дикого типа забывали о ее местонахождении уже через день после эксперимента, а мыши, лишенные РР1, помнили о ней даже спустя 4 недели. Это говорит о том, что потеря памяти с возрастом может объясняться увеличением активности РР1 по сравнению с белком-антагонистом, в результате чего не происходит ингибирования РР1.

Окровавленные зубы улучшают память
05.11.2002.  Грани.Ру
Демонстрация удаления окровавленных зубов помогает людям лучше запоминать не связанные между собой факты, утверждают исследователи мозга. Волнение, которое вызывает у любого человека эта картина, улучшает работу памяти. Nature советует студентам и пожилым людям извлечь из этого пользу, борясь таким образом с забывчивостью.
Это естественно: последовательность событий, при которой испытываешь сильные эмоции, запомнить проще, чем скучное времяпровождение. Психологи давно знали об этом, но считали, что подобные напряженные моменты могут провоцировать сбои в памяти. Это мнение опровергла Кристи Нильсон из Висконсинского университета. Она доказала, что сильные эмоции увеличивают работоспособность памяти, заставляя ее запечатлеть даже полностью не связанные между собой события.
Нильсон попросила 32 добровольцев запомнить длинный список слов: "огонь", "королева", "бабочка"... Половине испытуемых затем показывали пленку, на которой человеку удаляют все зубы, затем полный крови рот и визжащего пациента. "Это противно, но зато выводит из равновесия", - говорит она. Другой группе демонстрировалось унылое видео, посвященное чистке зубов зубной щеткой.
Сутки спустя память на слова травмированных кровавыми стоматологическими сценами людей оказалась примерно на 10 % лучше, чем у тех, кому показывали чистку зубов. "Эмоции помогают нам запоминать, - заключила Нильсон, - даже если мы волнуемся не из-за того, что значимо лично для нас".
Она предлагает немедленно после зубрежки посмотреть триллер или просто поработать физически.
"Такой эффект мог возникнуть оттого, что эмоции несут с собой заряд адреналина", - объясняет Ларри Кэхилл, который исследует связь между эмоциями и памятью в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Это вынуждает клетки мозга помочь решать задачу, выделив дополнительное место для памяти. Подобный механизм позволяет мозгу концентрироваться в первую очередь на жизненно важной информации, которая часто приходит именно в наиболее эмоциональные моменты. Без этой способности состояние нашей памяти было бы ужасающим. Кэхилл предполагает, что мысленное возвращение к событиям, вызвавшим сильные эмоции, еще больше укрепляет память. Об этом свидетельствуют многие из переживших какие-либо бедствия. Он попросил добровольцев, просматривавших жутковатые видеокадры - вроде цехов по переработке кроличьих тушек, - чтобы они побольше размышляли об увиденном в течение следующих двух дней. Чем больше они над этим размышляли, тем ярче становились их воспоминания. Такие мысленные усилия могут то и дело повышать уровень адреналина в крови и тем самым восстанавливать информацию, считает Кэхилл. Это кажется очевидным, и странно, что до сих пор эти эффекты мало кто изучал.

Стирание плохих воспоминаний - прогресс или топтание на месте?
03.09.2003.  SciTecLibrary.ru
Марк Эйзенберг и его коллеги от Института Вайзманна в Реховоте сообщают в текущем выпуске журнала Science, что они нашли новый метод управления работой мозга и стирания воспоминаний. Они провели исследование на крысах и рыбах, которое может проложить путь к созданию лекарств, которые стирают определенные воспоминания, не затрагивая другие.
Каждый участок памяти в мозге подвергается процессу 'созревания' названному 'отвердеванием', которое происходит сразу после того, как это формируется. Предварительно считалось, что единственная возможность стереть память – это использование стирающих память препаратов в течение малого промежутка времени - приблизительно в течение часа или двух после того, как была память о каком-то событии была приобретена, и прежде, чем она закладывается окончательно в мозгу. Позже в ходе исследований выяснилось, что стирающее память 'окно' открывается каждый раз, когда о “стертом” событии человек вдруг вспоминает. Кроме того, некоторые старые воспоминания стираются, а другие нет. Команда ученых под руководством Марка Эйзенберга полагает, что изобрела способ направленного определения свойств блоков памяти об определенных событиях, который позволяет выяснить можно ли ее стереть или нет.
Воспоминания входят в пакеты. Например, некоторые пищевые продукты ассоциируются у нас с воспоминаниями вкуса, позитивными или негативными. В общении с людьми также. Встречая человека, наша 'доминирующая' память решит, как мы на него среагируем – положительно или отрицательно. Группа Эйзенберга нашла, что эти 'доминирующие' воспоминания могут быть стерты. Они подвергали крыс воздействию запахов, а рыб - вспышкам света, связанных и с хорошими и с плохими воспоминаниями. В обоих случаях с крысами и рыбами, память удавалось стирать применяя на животном соответствующий препарат в течение нескольких минут после события.
Данное открытие, вероятно, поможет в будущем развить методы стирания нежелательных для человека воспоминаний, и таким образом решать некоторые виды психических заболеваний и психологических травм, связанных с определенными негативными событиями в жизни. В дальнейшем потребуется проведение экспериментов уже на людях.
Однако не все ученые склонны видеть прогресс в разработке методов стирания памяти. С недовериемвоспринял результаты израильских ученых доктор Ники Риккард из Университета Монаш в Мельбурне. Человеческая память об определенном событии не закладывается в каком-то одном месте. Она многократно дублируется на разных клетках мозга, иногда даже в разных полушариях. “Поэтому стереть выборочно определенные события будет не просто”, считает Риккард. “Можно стереть память блоками, вместе с нужной информацией, что не ново и давно практикуется.”
“А животных нельзя спросить, помнят ли они что-то или нет. Возможно притупить их воспоминания и удалось, но это не значит, что их удалось стереть полностью. Кроме того, существуют и этические проблемы в проведении испытании таких препаратов на людях, которые чреваты опасностью полного стирания памяти.”

 1   оглавление   3    4    5    6    7    8 
 

   

- человек - концепция - общество - кибернетика - философия - физика - непознанное
главная - концепция - история - обучение - объявления - пресса - библиотека - вернисаж - словари
китай клуб - клуб бронникова - интерактив лаборатория - адвокат клуб - рассылка - форум

Строительство бассейнов, бассейны голубая лагуна , стоимость бассейна