Исследователи установили ген, который, похоже, влияет на процесс припоминания в зависимости от времени суток и делает мышей забывчивыми сразу после пробуждения.
"Мы идентифицировали у мышей ген, регулирующий процесс извлечения воспоминаний", – утверждает главный автор исследования, профессор департамента прикладной биологической химии Токийского университета Сатоши Кида.
Каждый раз, когда вы не можете что-нибудь вспомнить, на то есть две основные причины — или вы не приложили достаточно усилий, чтобы запомнить информацию (например, имя человека, с которым вас познакомили минуту назад), или же информация сохраняется в вашем мозгу, но в этот момент вы не можете ее добыть (как это бывает, например, со словами вашей любимой песни, которую вы почему-то забыли).
Многие ученые исследуют, как формируются воспоминания. Биология забывания сложна для изучения, поскольку очень трудно разграничить два явления: когда вы что-то знаете, но в определенный момент не можете вспомнить, и когда вы это действительно забыли, то есть информация стерлась из вашего мозга.
"Мы разработали простой тест, который позволил нам разграничить эти два типа забывчивости", – рассказывает Кида.
Для исследования его команда выбрала молодых мышей мужского и женского пола. В фазе обучения научные работники предложили мышам исследовать новый объект в течение минуты. В следующей фазе ученые наблюдали, сколько времени они касались этого объекта, когда им снова его показали. Если мыши уже видели объект, им нужно было меньше времени, чтобы связаться с ним. Ученых интересовало, сколько времени мыши будут касаться объекта в разное время суток.
Исследователи провели этот эксперимент со здоровыми мышами и мышами без белка BMAL1, регулирующего экспрессию ряда генов. Известно, что BMAL1 регулируется циркадными ритмами — его концентрация самая низкая перед пробуждением и самая высокая перед засыпанием.
Исследователи использовали так называемый Цейтгебер (Zeitgeber) — естественные биологические часы организма. Сон мышей приходился на время по Цейтгеберу от 1 до 12, а бодрость – от 12 до 24. Фазу "обучение" проводили по Цейтгеберу-времени 10, а вспоминание – по времени 4. Оказалось, что мыши, которых "обучали" как раз перед тем, как они нормально просыпались, и тестировали после того, как они ложились спать, узнавали объект. Однако мыши, которых "обучали" в то же время, но тестировали через 24 часа, его уже не узнавали.
Здоровые мыши и мыши без BMAL1 продемонстрировали примерно одинаковые результаты, однако мыши без BMAL1 были особенно забывчивы перед пробуждением по цейтгебер-времени. Из исследования ученые заключили, что мыши не узнают предмета, который они точно перед тем видели и знают, если их разбудить из сна как раз накануне их естественного пробуждения.
Как утверждает Сатоши Кида, исследователи памяти уже раньше подозревали, что циркадные часы организма, отвечающие за регулирование циклов сна-бодрости, также влияют на формирование воспоминаний, но теперь этому прямое подтверждение.
Интерпретация результатов исследования связывает BMAL1 с активацией дофаминных рецепторов и других сигнальных молекул в гиппокампе — области мозга, что отвечает, в частности, за формирование воспоминаний.
"Если мы сможем определить пути усиления функций гиппокампа с помощью этого белка, то это может открыть новые пути терапии заболеваний, связанных с расстройством памяти, таких как старческая деменция и болезнь Альцгеймера", – утверждает Кида.
Другой загадкой является объяснение эволюционных причин такой циркадной забывчивости.
"Мы действительно не понимаем, как эволюционны преимущества такой несовершенной памяти, чья эффективность зависит от времени дня", – резюмирует Кида.
