«Наши открытия дают более глубинное понимание процессов создания воспоминаний. Формирование памяти — это не просто процесс включения или выключения молекул, скорее оно происходит в результате комплекса временных и пространственных отношений в молекулярном взаимодействии и движении», — цитируются в сообщении университета Нью-Йорка слова ведущего исследователя, профессора центра нейробиологии Томаса Керью (Thomas Carew).
Нейробиологи ранее открыли различные аспекты молекулярного сигнализирования, сопровождающего формирование воспоминаний. Но менее ясными оставались пространственные взаимоотношения между молекулами и вопрос, когда они становятся активными в процессе создания воспоминания.
Чтобы ответить на эти вопросы, исследователи изучали нейроны калифорнийского морского слизня (Aplysia californica), заднежаберного моллюска аплизии. В качестве объекта исследований, аплизия очень многообещающий организм, так как ее нейроны в 10-50 раз длиннее, чем у вышестоящих организмов, в частности, у позвоночных. Кроме того эти моллюски имеют относительно маленькую нейронную сеть, что упрощает отслеживание молекулярных сигналов в процессе формирования памяти. Важнее всего то, что их механизм кодирования воспоминаний неизменен в процессе эволюции, что делает его схожим с механизмом у млекопитающих, что, в свою очередь, делает аплизию приемлемой моделью для понимания, как эти процессы работают у людей.
Ученые сосредоточили свои усилия на двух молекулах, MAPK и PKA, известных ранее как участники многих форм памяти и синаптической пластичности — изменений в мозге в результате нейронного взаимодействия. Однако было непонятно, как и где эти молекулы взаимодействуют.
Чтобы установить это, исследователи подвергли слизня экспериментам на чувствительность, причиняя моллюску боль. При этом они фиксировали молекулярную активность MAPK и PKA. В итоге, было установлено, что обе молекулы координируют свою активность пространственно и темпорально при формировании воспоминаний. В частности, при формировании среднесрочных воспоминаний (например, на протяжении часов) и долгосрочных (например, в течение нескольких дней), активными являются обе молекулы, причем MAPK провоцирует активность PKA. При формировании краткосрочных воспоминаний (оно хранится менее 30 минут) работает только молекула PKA, без привлечения MAPK.