Когда людям начнут менять воспоминания

100 млрд нейронов, каждый из которых способен установить со своими соседями в среднем 10 тыс. связей, - это человеческий мозг. Ученые до сих пор не могут объяснить точно, как работает этот сложный механизм, но все лучше умеют им управлять.

Как подделать воспоминания

В обозримом будущем манипуляция памятью станет реальностью. Так, в исследовании, опубликованном в последнем номере журнала Nature Neuroscience, ученые из парижского Института промышленной физики и химии описывают, как они загрузили в мозг спящих мышей ложные воспоминания. Ученые вживили в мозг грызунов два электрода: один в область формирования памяти (гиппокамп), другой - в центр удовольствия. Мозг человека аналогичным образом картографирует окружающую среду с помощью нейронов места - клеток мозга, отвечающих за мысли о конкретном местоположении. Исследователи выбрали одну такую клетку и определили ее локальную привязку. Электроды настроили таким образом, что при каждой активации клетки в мозге спящей мыши стимулировался центр удовольствия. Когда грызун просыпался, он целенаправленно бежал именно туда, где, как ему приснилось, находится корм.

По словам ведущего автора исследования Карима Беншенана, эту технологию будут применять для лечения депрессии, шизофрении, обсессивно-компульсивных расстройств (навязчивые мысли, воспоминания, фобии), избавлять от последствий тяжелых психологических травм. На самом деле новая методика замены воспоминаний открывает поистине фантастические перспективы для манипуляции сознанием. Ведь, по сути, во время сна человеку можно будет внушить что угодно.

Мозг из пробирки

Исследователям из японского Центра биологии развития при институте RIKEN удалось всего за несколько месяцев вырастить из эмбриональных стволовых клеток человеческий мозжечок. Технология, описанная в свежем номере Cell Reports, положит начало воссозданию отдельных структур мозга в лабораторных условиях. Полученные здоровые и функциональные органы можно использовать для тестирования лекарств, а также пересаживать больным людям. Кроме того, можно будет эффективно лечить заболевания мозжечка, в том числе спиноцеребеллярную атаксию (тяжелые нарушения координации движений и зрения), которая насчитывает на сегодняшний день более 20 разновидностей.

Сложностью в образовании мозговой ткани является необходимость определенной трехмерной организации: недостаточно получить нужные клетки, они еще должны определенным образом в правильной форме соединяться. Чтобы создать мозжечок, ученые взяли за основу эмбриональные стволовые клетки, добавляя питательные вещества для их развития. Полученная часть мозга адекватно реагировала на электрические импульсы, а клетки ее делились на разные функциональные группы - как в здоровом мозжечке человека. Возглавивший разработку Кайко Мугурума говорит, что сейчас его группа работает над выращиванием полноценных частей мозга из "взрослых" клеток, которые генетически перепрограммированы в эмбриональные, например, кожи или крови донора.

Ультразвук против слабоумия

Свой вариант лечения болезни Альцгеймера предложили австралийские ученые из Университета Квинсленда в статье из последнего номера Science Translational Medicine. Ранее ученые уже доказали связь болезни Альцгеймера с накоплением токсичных бляшек в тканях мозга, что влияет на связи нейронов. Теперь же исследователям из Университета Квинсленда удалось удалить эти бляшки, что позволило восстановить память у мыши с болезнью Альцгеймера.

С помощью высокочастотных ультразвуковых волн ученые разбудили микроглии - клетки, выступающие в качестве иммунной защиты в центральной нервной системе. Те, в свою очередь, начали уничтожать токсичные бляшки. Безусловный плюс методики в том, что не подразумевает использования традиционных медикаментов, которые, улучшая память, негативно отражаются на работе внутренних органов и систем человека. С помощью ультразвука будут восстанавливать не только память, но и другие функции, утраченные при нейродегенеративных заболеваниях, в том числе способность самостоятельно принимать решения и управлять движениями. Профессор Юрген Гец из Университета Квинсленда считает, что новая методика поможет избавиться и от других токсичных белковых отложений, возникающих при различных заболеваниях.

Закладки на память

Специалисты Университета Вандербильта поняли, как возникают воспоминания. Результаты исследования опубликованы в мартовском выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences издания Национальной академии наук США. Как оказалось, за извлечение воспоминаний отвечает передняя часть срединно-теменной доли мозга (именно она управляет воспоминаниями, а ее повреждение ведет к проблемам с памятью), а ее задняя часть - за переход мозга человека в режим глубоких воспоминаний, или, как еще называют этот процесс, "путешествие в прошлое".

Каждый фрагмент памяти в мозге человека помечен своеобразной временной "биркой". Что напоминает компьютерную базу данных или сортировку файлов по дате их изменения для облегчения поиска необходимой информации. Мозговые "бирки" позволяют извлекать из памяти цепочки прошлых событий и заново переживать их, продуцируя те же образы, звуки и даже запахи. Старший автор исследования Шон Полин говорит, что понимание того, как работают отделы нашего мозга во время воспоминаний, поможет лечить такие тяжелые расстройства, как болезнь Альцгеймера или эпилепсия, разрушающие память человека.

Вирусы для ума

Древние вирусы возрастом в миллионы лет сыграли важнейшую роль в формировании сложнейшей нейронной сети человеческого мозга. К такому выводу пришли шведские ученые из Лундского университета. Ретровирусы (особые виды вирусов, геномом которых служит РНК) составляют около 5% человеческой ДНК. Но долгое время ученые считали этот компонент генетическим мусором, побочным эффектом эволюции организма.

В своем последнем исследовании, описанном в журнале Cell, шведские ученые доказали, что ретровирусы по-прежнему играют важнейшую роль в основных функциях головного мозга, являясь регуляторами генов. По словам Йохана Якобсона, возглавляющего исследования в области молекулярной нейрогенетики в Лундском университете, воздействие ретровирусов на мозг может объяснить, почему его клетки настолько функционально многогранные, а также почему все люди такие разные.

Исследования показали, что нервные стволовые клетки используют особый молекулярный механизм управления процессами активации ретровирусов. Это открытие заставит полностью пересмотреть подход к исследованию базальных функций нервных клеток и поможет создать новые методики лечения заболеваний головного мозга, связанных с генетическими факторами.