Ученые раскрыли роль связанного с болезнью Альцгеймера белка в памяти
Белок тау, известный прежде всего своей ролью в развитии болезни Альцгеймера, необходим для превращения новых впечатлений в устойчивые долговременные воспоминания. Об этом 12 июля сообщили в журнале Science Daily.
Специалисты изучали так называемую отдаленную память у мышей — способность вспоминать события спустя несколько дней или недель после получения опыта. Эксперименты показали, что отсутствие белка тау не мешало животным осваивать новую информацию и воспроизводить ее вскоре после обучения. Однако без тау сформированные воспоминания становились менее устойчивыми и хуже сохранялись в течение длительного времени.
«Почему одни воспоминания сохраняются, а другие исчезают, долгое время оставалось загадкой. Наше исследование показывает, что тау играет ключевую роль в формировании долговременной памяти. Без него воспоминания всё еще могут возникать, но они оказываются слабее», — рассказал старший автор работы, нейробиолог Университета Флиндерса Арне Иттнер.
Исследователи сосредоточились на энграммных клетках — нейронах, формирующих физический след воспоминания. При получении нового опыта мозг выбирает небольшую группу таких клеток, которые затем участвуют в хранении информации. По данным ученых, тау активируется на этапе формирования памяти и помогает определить, какие именно клетки войдут в состав энграммы.
Белок также подавляет избыточную фоновую активность нейронов во время обучения. Благодаря этому в формировании воспоминания участвует ограниченная и более четко определенная группа клеток, что делает след памяти стабильнее.
«Наши результаты показывают, что тау помогает определить клетки, которые будут выбраны для хранения памяти, и тем самым влияет на то, как пережитый опыт превращается в долговременный след», — пояснила один из ведущих авторов работы Рене Косонен.
Ученые выявили молекулярный механизм, связанный с этим процессом. Во время обучения тау подвергается фосфорилированию — химическому изменению, влияющему на его активность. Контролируемое фосфорилирование помогает координировать работу энграммных клеток.
При этом чрезмерное и аномальное фосфорилирование тау считается одним из признаков болезни Альцгеймера. Новое исследование показывает, что само по себе присоединение фосфатных групп к белку является не патологией, а нормальной частью работы мозга. Нарушения могут возникать при изменении степени или характера этого процесса.
Даже при отсутствии тау следы воспоминаний продолжали существовать. Ученым удалось восстановить их с помощью прямой стимуляции энграммных клеток. Это указывает на то, что тау может быть необходим не столько для физического хранения информации, сколько для связи воспоминания с естественными сигналами, включая изображения, звуки и другие элементы опыта.
Исследователи также проверили действие патологических форм тау. Если измененный белок присутствовал в энграммных клетках во время обучения, он нарушал создание новых воспоминаний. Если патологический тау появлялся после формирования памяти, он затруднял ее последующее извлечение. Авторы предполагают, что при деменции воспоминания могут не только разрушаться, но и становиться недоступными из-за нарушения механизмов организации и поиска информации в мозге.
Medical Xpress 9 марта сообщил о методах тренировки мозга и снижения риска деменции. Своеобразной когнитивной тренировкой, которая поможет сохранить умственные способности по мере взросления, исследователи назвали такие разнообразные занятия и привычки, как чтение и письмо, изучение иностранных языков, игра в шахматы, решение головоломок и посещение музеев.
