Как в мозге сохраняются воспоминания. Главные новости науки сегодня
Способности и потребности мозга можно исследовать по-разному. Можно заглянуть глубоко внутрь аквариумной рыбки, а можно оценить сколько нужно спать школьнику.
Нейробиологи из Университета Южной Калифорнии исследовали рыбку данио-рерио. Это небольшая аквариумная рыбка — 2-5 см в длину. У нее достаточно развитый мозг: больше всего его работа похожа на работу миндалевидного тела в мозге человека. Но главное преимущество данио-рерио — она прозрачна, ее нейроны видны и на них можно воздействовать светом. Ученые смогли визуализировать синапсы в мозге рыбки. Синапс — это специальная щель между нейронами мозга, через которую эти нейроны взаимодействуют. Синапсы очень маленькие, и их невозможно увидеть с помощью МРТ. Ученые создали генномодифицированную рыбку, у которой синапсы подсвечиваются с помощью флуоресцентного белка. Это первый в истории науки опыт, в котором удалось увидеть такое большое количество синапсов не в мертвом, а в живом мозге. Ученые подсветили синапсы инфракрасным лазером. Он не повредил рыбку, но ей стало жарко. Рыбки пугались лазера и уплывали. Тогда вместе с лазером их стали подсвечивать видимым светом, который ничем рыбкам не вредит. Через некоторое время рыбки уже пугались видимого света. Как собачки Павлова, которых так выучили, что слюна у них выделялась не в тот момент, когда они видели пищу, а когда звенел звоночек. Такая память называется ассоциативной. И тогда нейробиологи увидели, как меняются синапсы у рыбки. Оказалось, что синапсы, которые отвечали за неприятные воспоминания о лазерном свете, стали массово отключаться и отмирать, но образовались новые, которые сформировались, когда рыбки выучились реагировать на обычный свет. Изменилась вся нейронная сеть. Исследователи пришли к выводу, что и сама ассоциативная память — это характер соединения нейронов. Еще никто и никогда не видел, как в живом мозге формируются воспоминания. И как он забывает.
Исследование нейробиологов Университета Калифорния Сан-Франциско тоже связано с синапсами, но уже не у рыбок, а у человека. Ученые проанализировали посмертные срезы мозга 400 человек, которые завещали свой мозг науке. Главное, что интересовало ученых — состояние синапсов. Как мы только что говорили, синапс — это щель между пресинаптическим нейроном, который выпускает нейромедиатор, и постсинаптическим, который нейромедиатор принимает. Оказалось, что у тех людей, которые в пожилом возрасте занимались физическими упражнениями, пресинапческие белки (как раз те, что в пресинаптическом нейроне отвечают за выпуск нейромедиатора) — эти белки в хорошем состоянии. А вот «плохих» белков, которые ответственны за болезнь Альцгеймера, относительно немного, по сравнению с теми людьми, которые физически себя не нагружали. Это совсем не лишнее подтверждение того, что физически активный образ жизни в пожилом возрасте очень полезен для мозга.
Если для пожилых людей крайне важны физические нагрузки, то для школьников не менее важен сон. Психологи из Университета Цюриха обследовали 3600 школьников старших классов. Ученых интересовало, как на них повлияли пандемия и социальная изоляция. Неожиданно оказалось, что не все плохо. Школьники, которые обучаются из дома, стали больше спать. В среднем — дольше на 75 минут. Это исследование подтвердило, что большинство старшеклассников — «совы». То есть, у них в течение суток позднее начинает выделяться мелатонин. И утром они не в лучшей форме. В том числе и для когнитивных нагрузок. Ученые считают, что начинать занятия в школе нужно не в 8 утра, а в 10 или даже в 11.