Исследователи обнаружили, как мозг одновременно запоминает новые и узнает знакомые лица, вспоминая конкретные детали об известных людях. В ходе исследований на мышах команда ученых определила, что область CA2 гиппокампа использует различные паттерны нейронной активности, чтобы различать новые и знакомые социальные контакты.
Это революционное исследование предоставляет первые доказательства того, что одна группа нейронов может использовать разные стратегии кодирования для нового и знакомого распознавания и запоминания деталей. Эти результаты не только углубляют наше понимание социальной памяти, но и предлагают новое понимание потенциальных методов лечения расстройств, связанных с памятью.
Человеческий мозг обладает необычайной способностью быстро отличать незнакомца от знакомого, хотя он может одновременно запоминать подробности о ком-то на протяжении десятилетий встреч.
Теперь, в ходе исследований на мышах, ученые из Колумбийского института Цукермана (Columbia’s Zuckerman Institute) показали, как мозг выполняет обе задачи.
«Эти результаты являются первым свидетельством того, что одна популяция нейронов может использовать разные коды для представления новых и знакомых людей», — комментирует соавтор исследования Стефано Фузи (Stefano Fusi), профессор нейробиологии из Колумбийском институте Цукермана.
В статье, опубликованной в научном журнале Neuron, ученые Колумбийского университета исследовали социальную память, способность запоминать встречи с другими людьми. Эта форма памяти состоит из двух различных психических процессов: различения новых и знакомых людей и припоминания подробностей об уже знакомых людях.
«Мы можем легко определить, знаком ли нам кто-то, но у нас могут возникнуть трудности с вспоминанием деталей того, откуда мы знаем этого человека, особенно когда мы встречаемся с ним вне контекста», — комментирует Стивен Сигельбаум (Steven Siegelbaum).
В предыдущих исследованиях было трудно точно определить, как мозг выполняет обе задачи, учитывая их противоречивые требования. Способность определять, знаком кто-то или нет, должна применяться во многих различных местах и событиях, тогда как воспоминание предполагает запоминание многих конкретных событий, связанных с данным человеком.
В новом исследовании ученые изучили область мозга под названием CA2, область гиппокампа, пару мозговых структур в форме морского конька, необходимых для памяти. Доктор Сигельбаум ранее сделал революционное открытие о том, что нейроны CA2 особенно важны для социальной памяти.
Исследователи проанализировали мозг мышей с помощью визуализации кальция — метода, основанного на генетически измененных клетках (в данном случае CA2), которые быстро меняют цвет при активности. Визуализация кальция позволила Ларе Бойл (Lara Boyle) точно выяснить, какие нейроны они исследовали.
«Это помогло прояснить неопределенность предыдущих исследований, когда дело дошло до различения реакций мозга мышей на новых и знакомых людей», — объясняет Джеральд Фишбах (Gerald Fischbach).
Ученые впервые зафиксировали, как реагировали клетки CA2 грызунов, когда они подвергались воздействию пары незнакомцев или пары знакомых однопометников. Затем они использовали вычислительные методы под руководством команды доктора Фузи для анализа закономерностей активности примерно 400–600 нейронов в CA2.
Ученые обнаружили, что одна и та же популяция нейронов кодирует воспоминания как о знакомых, так и о незнакомых людях. Неожиданно нейроны использовали разные модели активности в зависимости от уровня знакомства мыши с другим грызуном.
Когда мыши подвергались воздействию других мышей, которые были им неизвестны, результирующая активность CA2 была относительно простой или, как выражаются ученые, «маломерной».
«Это как если бы несколько участников оркестра играли одни и те же ноты», — объяснил доктор Фузи.
Напротив, общение со знакомыми однопометниками приводило к более сложной и многомерной активности CA2, как если бы все музыканты играли разные мелодии.
Расчеты и моделирование исследователей показывают, что более сложная или многомерная нейронная активность может помочь мозгу кодировать подробные воспоминания о прошлых встречах со знакомыми людьми. Напротив, более простая или менее масштабная деятельность может помочь мозгу надежно идентифицировать новых людей в разных контекстах.
«Когда вы встречаете нового человека, вы можете использовать абстрактные категории, чтобы описать его в своей голове — например, это ребенок с каштановыми волосами и красным рюкзаком», — добавляет Лоренцо Позани.
«Затем, когда вы узнаете людей, они станут конкретным человеком и личностью».
Это фундаментальное открытие относительно того, как кодируются подробности о других людях, может пролить свет на расстройства, влияющие на память.
«Когда мы посмотрим на различные мышиные модели человеческих заболеваний, таких как шизофрения или болезнь Альцгеймера, которые, как известно, влияют на память, теперь мы можем более точно задаться вопросом, как может быть изменена нейронная активность, поддерживающая обнаружение знакомых людей и воспоминания», — заключает доктор Сигельбаум.
«Мы надеемся, что то, что мы узнали, может привести к лучшему пониманию типов вмешательств, которые могут устранить дефицит памяти при этих расстройствах».
Авторы другого исследования утверждают, что COVID-19 может вызвать «слепоту на лица»
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
