Is There A Memory Pill In Our Future?Синапси передають електричні сигнали. Світлана Павлюк

Протягом перших тижнів нового року резолюції часто супроводжуються спробами навчитися новій поведінці, що покращує стан здоров’я. Ми сподіваємось, що старі шкідливі звички зникнуть, а нові здорові звички стануть автоматичними.

Але як можна перепрограмувати наш мозок, щоб запевнити, що можна навчитися і зберегти нову звичку в здоров’ї?

Геббієвське навчання

У 1949 р. Канадський психолог Дональд Гебб запропонував теорію геббіанського навчання, щоб пояснити, як навчальне завдання трансформується у довготривалу пам’ять. Таким чином, здорові звички автоматично зберігаються після їх постійного повторення.

Навчання та пам’ять є наслідком того, як наші клітини мозку (нейрони) спілкуються між собою. Коли ми дізнаємось, нейрони спілкуються за допомогою молекулярних передач, які стрибають по синапсах, створюючи ланцюг пам'яті. Відомий як довготривале потенціювання (LTP), чим частіше повторюється навчальне завдання, тим частіше передача триває і тим сильнішою стає схема пам'яті. Саме ця унікальна здатність нейронів створювати та зміцнювати синаптичні зв’язки шляхом багаторазової активації веде до геббіанського навчання.

Пам'ять і гіпокамп

Розуміння мозку вимагає дослідження за допомогою різних підходів та різноманітних спеціальностей. Поле когнітивної нейронауки спочатку розвивалося завдяки невеликій кількості піонерів. Їх експериментальні конструкції та спостереження призвели до того, як ми розуміємо сьогодні навчання та пам’ять.


innerself subscribe graphic


Внесок Дональда Хебба в Університет Макгілла залишається рушійною силою для пояснення пам'яті. Під його наглядом нейропсихолог Бренда Мілнер досліджував пацієнта з порушенням пам’яті після лобектомії. Подальші дослідження з нейрохірургом Уайлдер Пенфілд дозволила Мілнер розширити своє вивчення пам'яті та навчання у пацієнтів після операції на мозку.

Прорив Мілнера стався під час вивчення пацієнта, якому перенесли видалення гіпокампу по обидва боки мозку, що призвело до амнезії. Вона помітила, що пацієнт все ще може вивчити нові завдання, але не може перенести їх у довготривалу пам'ять. Таким чином, гіпокампу було визначено як місце, необхідне для передачі короткочасної пам’яті в довготривалу пам’ять, де відбувається навчання Геббі.

У 2014 році, у віці 95 років, Мілнер виграв Премія Норвегії Кавлі в галузі неврології за її відкриття 1957 року значення гіпокампу для пам'яті.

Також у 2014 році Кавлі був нагороджений невролог Джон О'Кіф, який виявив, що в гіпокампі також жив розмістити клітини щоб створити пізнавальна карта що дозволяє нам переходити з одного місця в інше через нашу пам’ять. О'Кіф також отримав 2014 Нобелівська премія з медицини.

Те, що багаторазова активація нейронів в гіпокампі насправді веде до пам’яті, було виявлено нейрологом Тім Блісс; для цього дослідження Блісс отримала Премія мозку Фонду Лундбека В 2016.

Узяті разом, Мілнер, Блісс та О'Кіф встановили парадигму Хебба та його відому аксіому: «нейрони, які стріляють разом, з'єднуючись дротом».

Пам'ять у нелюдських тварин

Основні досягнення в організмах, що не є людьми, вчать нас про механізми пам’яті, які можна застосувати до людини. Ерік Кандель з Колумбійського університету був нагороджений 2000 Нобелівська премія з медицини за його проникливий вибір морський слизень (Аплісія) зрозуміти геббійське навчання.

Кандель представив незаперечні докази того, що пам'ять була наслідком неодноразових сигналів нейрону, що відповідає на навчальне завдання, яке спричинить вироблення рибонуклеїнової кислоти (РНК). Кінцевим результатом стала нова експресія білка, що призвела до збільшення синаптичних зв’язків.

{youtube}ZAIb8sC9dAo{/youtube}

Наступний стрибок відбувся в Макгіллі, коли молекулярний біолог Наум Соненберг розкрив ключовий механізм, який регулює формування пам'яті в гіпокампі, а саме: фактор ініціювання синтезу білка. Відкриття показало, що під час формування пам’яті саме фактор ініціювання синтезу білка в нейронах гіпокампу впливає на перепрограмування, необхідне для створення “проводки” нових синаптичних зв’язків.

Таблетки на пам’ять?

Робота Соненберга сколихнула світ вчених, які працювали над тим, як контролюється синтез білка. З Соненбергом зв’язався один із найвидатніших у цій галузі, молекулярний біолог Пітер Вальтер. Разом вони визначили a хімічну сполуку вони назвали ISRIB це вплине на той самий фактор ініціювання синтезу білка, значення якого виявив Соненберг.

Результати були вражаючими, з дивовижним поліпшенням пам'яті у мишей після введення ISRIB. Зараз Уолтер поширив це, включивши відновлення пам'яті у мишей, які відновлюються після травми мозку.

Сьогодні будь-який прогрес ретельно вивчається, оскільки порушення пам’яті у людей - від вікових порушень пам’яті до деменції до хвороби Альцгеймера - майже на рівні пандемії у людей похилого віку. За оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я лише у 10 мільйонів пацієнтів на рік діагностується деменція із загальним числом у світі, що оцінюється у 50 мільйонів.

про автора

Джон Бержерон, заслужений професор Роберта Рефорда і професор медицини, Університет Макгілла. Джон Бержерон із вдячністю визнає Кетлін Діксон співавтором.The Conversation

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon