В най-чистия смисъл на думата ние сме съвкупност от спомените си. Чрез тях изграждаме идентичността си, развиваме умения и опознаваме света.

И въпреки че дълготрайната ни памет е фундаментална част от съществуването на човека, учените все още не разбират напълно всички биологични процеси, които я създават и поддържат.

Според публикация в Popular Mechanics науката вече е наясно, че процесът на дълготрайна потенциация укрепва връзките между мозъчните клетки, които едновременно се активират. Това формира физически следи, известни като енграми – основните градивни елементи на дълготрайната памет.

Когато тези клетъчни връзки се активират многократно, те се засилват във времето. Обратното също е вярно – липсата на активност води до отслабване на връзките, което напълно потвърждава максимата, че ако не използваш нещо, го губиш.

Логично е да се предположи, че именно тези силни връзки са двигателят на дълготрайната ни памет. Предишни изследвания обаче показват парадокс – въпреки че броят на клетките и енграмите в конкретна мозъчна структура може да се промени във времето, способността за извикване на спомени остава непокътната.

Как точно се запазват тези спомени, ако мозъчните структури, от които са изградени, се разпадат?

Мащабно изследване разкрива точните механизми, чрез които заболяването блокира клетъчното обновяване в хипокампуса. Откритието може да промени изцяло фармацевтичния подход към депресивните състояние

Депресията затруднява създаването на нови неврони в човешкия мозък

За да отговорят на този въпрос, изследователи от Окинавския институт за наука и технологии се обръщат към нетрадиционен инструмент за изучаване на паметта – хибернацията. Когато бозайник (например мишка) изпадне в зимен сън, невронната му активност значително намалява, а някои от важните връзки дори напълно изчезват.

Тогава учените си задават важен въпрос – ако научат мишки на конкретни умения и след това предизвикат хибернация, ще запазят ли животните тези спомени, след като се събудят?

Използвайки метод за предизвикване на изкуствена хибернация, открит при проучване през 2020 г., екипът на OIST създава специфични спомени у мишките (като това как да намират храна в лабиринт), след което ги поставя в двудневен зимен сън.

Мисловен експеримент поставя въпроси не само за миналото на Земята, но и за бъдещето на собствената ни цивилизация

Ако преди нас на Земята е имало друга развита цивилизация, бихме ли открили следите ѝ?

Сканирането на мозъците им преди, по време и след хибернацията разкрива, че мозъчната активност е спаднала със 70%.

Изненадващо, когато мишките се събуждат, те напълно точно си спомнят наученото. „Беше поразително“, споделя Ю-Джу Лин, водещ автор на проучването, пред Popular Mechanics. „Ако го погледнем логически, ако всички синапси бяха жизненоважни за запазването на паметта, както се смяташе досега, тя трябваше да бъде изключително влошена.“

За да тестват допълнително тази хипотеза, учените поставят друга група обучени мишки под анестезия и ги третират с молекула, която блокира укрепването на синапсите. В този сценарий животните губят спомените си при събуждане.

За да вникнат по-дълбоко в процеса, изследователите анализират мозъците чрез специализирана електронна микроскопия. Този метод разкрива нещо много важно за изследването – докато голяма част от синапсите се губят по време на хибернация, тези, които са организирани в специфични групи между клетките на енграмите, биват избирателно пощадени.

„Това предполага, че за дълготрайната памет значение имат само определени клъстери от синапси, а останалите може да са заменими“, обяснява Казумаса Танака, старши автор на изследването от OIST.

Той добавя, че размерът на самите връзки, който се увеличава при първоначалното кодиране на паметта, изглежда не играе роля за дългосрочното ѝ запазване.

Новият подход използва алгоритми за машинно обучение, които превръщат мозъчните сигнали в движения, а първите резултати дават надежда за бъдещи терапии при тежки увреждания на гръбначния мозък

Учени възстановиха движението и част от усещането в ръцете на парализиран пациент с помощта на мозъчен имплант и AI

Това изследване категорично доказва, че спомените могат да бъдат съхранени въпреки масовата загуба на синапси. Именно тези специфични клъстерни връзки правят дълготрайната памет толкова устойчива. Следващата стъпка пред учените е да изследват тези клъстери по-отблизо и да проследят как евентуалната им манипулация влияе върху паметта.

В крайна сметка ако спомените ни превръщат в това, което сме, то именно тези синаптични клъстери са реалните двигатели на идентичността ни.