Запам'ятати все: вчені знайшли способи завжди залишатися в здоровій пам'яті
Датський благодійний фонд нагородив наукової премією Brain Prize відразу кількох британських вчених: Тіма Блісса з інституту Френсіса Кріка, Річарда Морріса з Единбурзького університету та Грема Коллингриджа з Брістольського університету. Brain Prize щорічно присуджується європейським дослідницьким фондом мозку Грети Лундбек в Копенгагені за видатний внесок у розвиток нейробіології. Вважається, що це одна з найпрестижніших у світі відзнак з нейробіології. Її вручить переможцям кронпринц Данії 1 липня. Призовий фонд становить 1 млн євро.
В ході численних досліджень Блісс, Морріс і Коллингридж показали, як з'єднання між клітинами мозку зберігають спогади, як конкретні області мозку залучені в процес формування пам'яті і за якими принципами працюють механізми запам'ятовування. Троє переможців ніколи не працювали разом в одній лабораторії, проте впродовж багатьох років співпрацювали в ході досліджень.
Вчені кажуть, що спогади змінюють мозок: ці зміни відбуваються у синапсах, місці контакту між двома нейронами. В процесі експериментів нейробіологи виявили, що стимуляція двох зв'язаних нейронів може зміцнити їх зв'язок. Унікальність дослідження полягає в тому, що все що відбуваються в мозку процеси розглядалися зсередини. А Грем Коллингридж ідентифікував конкретні молекули, що беруть участь в процесі запам'ятовування, визначивши суть механізмів навчання і пам'яті. Згодом професор Моріс довів, що молекулярні системи, виявлені Коллингриджем і його колегами, що мають вирішальне значення при формуванні спогадів. Досліди на мишах показали, що коли такі системи руйнуються, гризуни відчувають проблеми з навчанням, наприклад, з освоєнням нових місць. Подальші дослідження в цій галузі дозволять оптимізувати процеси навчання і запам'ятовування, а також ефективно лікувати пов'язані з цим розлади.
Незважаючи на те що Brain Prize присуджена лише трьом ученим, механізми роботи пам'яті вивчають у багатьох світових лабораторіях і новітні дослідження в цій галузі напевно здійснять переворот у нейробіології. Так, нещодавно фахівці університету Мічигану опублікували в журналі журналі Neuron статтю, в якій описали, як працюють нервові сигнальні шляхи головного мозку. Для цього вчені розробили нейронні зонди, які дозволяють вводити в тканину головного мозку мініатюрні з існуючих на сьогодні імплантованих світлодіодів. Такі зонди дозволяють регулювати і реєструвати активність окремих нейронів і спостерігати, як зміни активності одного нейрона впливають на навколишні клітини.
Вчені виявили, що впливаючи на нейрони певним чином, можна істотно поліпшити пам'ять і когнітивні здібності в цілому. Такі дослідження стануть базою для новітніх способів лікування неврологічних захворювань, в першу чергу, хвороби Альцгеймера. Хоча це захворювання відноситься до одного з найбільш поширених "вікових" недуг і є причиною деменції (так званого старечого недоумства), його причини і механізми протікання досі не встановлені. Симптомами є розлад короткочасної пам'яті, порушення мови і когнітивних функцій.
Свій інноваційний спосіб лікування хвороби Альцгеймера і пов'язаних з цим порушень пам'яті запропонувала група корейських вчених з декількох інститутів, які займаються нейромедициной і дослідженнями діяльності мозку. Нейробіологи виявили хімічну речовину, яка усуває симптоми Альцгеймера і покращує роботу мозку. Численні експерименти, які проводили на мишах підтвердили успішність такої терапії.
Препарат, справив такий благотворний вплив на мозок - вже досить відоме з'єднання EPPS, яке використовується як буферний розчин, що зберігає кислотність при додаванні в суміш кислот. Головна причина Альцгеймера - накопичення амілоїдних бляшок в тканинах мозку. В деяких випадках можливо зупинити утворення нових білкових бляшок, але от ліквідувати вже наявні досі нікому не вдалося.
Як з'ясувалося, EPPS прикріплюється до бляшкам і їх подрібнює, швидко долаючи гематоенцефалічний бар'єр: тобто, ця речовина легко засвоюється. Корейські біологи також встановили, що після активного руйнування бляшок у піддослідних мишей підвищилася здатність до навчання і покращилася пам'ять. Тобто, виходить, що бляшки - пряма причина симптомів хвороби. Важливо, що ніяких побічних ефектів EPPS не викликає, принаймні, у мишей. Для дроблення амілоїдних бляшок достатньо дози об'ємом від 30 до 100 мг на кілограм ваги, але і доза до 2000 мг гризунам не пошкодила. Зараз автори технології готуються до експериментів на людях.
А дослідники з Стэндсфордского університету поліпшили пам'ять за допомогою переливання крові, вдосконаливши методику, розроблену ще в 2008 році. Як показали експерименти на мишах, старші особини омолоджуються завдяки вливанню крові, взятої у молодих гризунів. І найпершим ознакою омолодження стає значне поліпшення пам'яті. Як відомо, старіючого мозку нейрони втрачають зв'язку і починають відмирати. Перш за все, від старості страждає гіпокамп - частина мозку, що відповідає за перехід даних з короткочасної пам'яті в довготривалу. В результаті пам'ять слабшає, мислення дає збої. У старих мишей, які отримували молоду кров, відбувається стрімке зростання клітин мозку у гіпокампі. Вчені також довели, що у старих мишей молода кров стимулює діяльність генів, що відповідають за зміцнення і ослаблення зв'язків між нейронами - принципово важливого для навчання і запам'ятовування процесу.
Зробив свій гідний внесок у поліпшення пам'яті і Агентство з перспективним оборонним науково-дослідним розробкам США (DARPA). Технологію випробували на хворих епілепсією з вже імплантованими електродами. У процесі експерименту дослідники записували активність певних зон гіпокампа, а потім на базі отриманих даних розробили комп'ютерну програму, предсказывающую зміна активності клітин мозку. Виявилося, що при пошкодженні однієї зони гіпокампу можна стимулювати іншу ділянку, тим самим зберігаючи пам'ять в хорошій формі". Імплантація електродів допоможе вилікувати не лише травми головного мозку військовим і перенесли інсульт, але і всім, хто втрачає пам'ять в ході природного процесу старіння.
Самий доступний і безпечний спосіб стимуляції пам'яті придумали фінські вчені з Університету Йювяскюля. Вони довели, що аеробні вправи і біг, дозволяють збільшити кількість нейронів у гіпокампі. В процесі експериментів з'ясувалося, що найбільш високий показник кількості нових нейронів у гіпокампі спостерігався у лабораторних щурів, які бігали на довгі дистанції.
Їх кількість до кінця восьмого тижня було в 2-3 рази більше, ніж у гризунів контрольної групи. Причому позитивний ефект забезпечували саме біг і аеробні вправи: інші види фізичної активності настільки сприятливого результату не давали. Оскільки гіпокамп бере участь в процесі переходу короткочасної пам'яті в довготривалу, підвищення кількості нейронів у цій частині мозку, в тому числі у людини, матиме позитивний вплив на здатність до швидкого навчання.