Для создания долговременной памяти нужно повреждение ДНК — открытие

Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна обнаружили, что долговременные воспоминания невозможны без повреждения ДНК и воспаления мозга. Удивительные результаты опубликованы в Nature.

«Воспаление нейронов головного мозга обычно считается плохим явлением, поскольку может привести к неврологическим проблемам, например, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Но наши результаты показывают, что воспаление в определенных нейронах в области гиппокампа мозга имеет важное значение для создания долговременных воспоминаний», — сказала руководитель исследования Елена Радулович.

Гиппокамп — центр памяти мозга. Доктор Радулович и ее коллеги обнаружили, что стимул запускает цикл повреждения и восстановления ДНК в определенных нейронах гиппокампа, что приводит к формированию стабильных агрегатов памяти — кластеров клеток мозга, которые представляют наш прошлый опыт.

Исследователи обнаружили этот механизм формирования памяти, подвергая мышей ударам тока, кратким, легким, но достаточным для формирования воспоминаний о событии (эпизодическая память). Затем проанализировали нейроны в области гиппокампа и обнаружили, что были активированы гены, участвующие в важном воспалительном сигнальном пути.

«Сначала мы предположили, что путь активировался из-за инфекции. Но присмотревшись внимательнее, мы, к нашему удивлению, увидели, что это происходило только в кластерах клеток гиппокампа, которые показали повреждение ДНК», — говорит доктор Радулович.

Фрагменты ДНК высвобождались из ядра, после чего активировался воспалительный путь нейронов. Этот путь, в свою очередь, стимулировал восстановление ДНК в необычном месте: центросомах. Эти органеллы необходимы для деления клеток, но в нейронах, которые не делятся, центросомы участвовали в восстановлении ДНК, которое, по-видимому, объединяло отдельные нейроны в комплексы памяти.

«Деление клеток и иммунный ответ были у животных на протяжении миллионов лет, что позволяло жизни продолжаться, одновременно обеспечивая защиту от патогенов. Вполне вероятно, что в ходе эволюции нейроны гиппокампа переняли этот иммунный механизм памяти», — сказала доктор Радулович.

Было обнаружено, что в течение недели, необходимой для завершения воспалительного процесса, нейроны, кодирующие память мыши, стали более устойчивыми к раздражителям окружающей среды.

«Это примечательно, — отмечает исследовательница, — потому что мы постоянно окружены информацией, а нейронам, которые кодируют воспоминания, необходимо сохранять уже полученную и не отвлекаться на новые входные данные».

Блокирование обнаруженного воспалительного пути не только не позволяет мышам формировать долговременную память, но и вызывает глубокую геномную нестабильность. Геномная нестабильность считается признаком ускоренного старения, а также рака, психиатрических и нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.