Тау-белок, который главным образом связывают с прогрессированием болезни Альцгеймера, требуется для преобразования свежих впечатлений в стабильные долговременные воспоминания. Соответствующая информация была опубликована 12 июля в издании Science Daily.
Ученые исследовали у грызунов отдаленную память — возможность воспроизводить события через несколько дней или недель после приобретения опыта. Опыты продемонстрировали, что нехватка тау не препятствовала мышам усваивать новую информацию и воспроизводить ее сразу после обучения. Вместе с тем при отсутствии этого белка сформированные воспоминания оказывались менее стабильными и хуже сохранялись на протяжении 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.
Авторы работы сфокусировались на энграммных клетках — нейронах, которые создают физический отпечаток воспоминания. При поступлении нового опыта мозг отбирает ограниченный набор подобных клеток, впоследствии задействованных в сохранении информации. Согласно выводам ученых, тау активизируется на этапе формирования памяти и способствует определению того, какие конкретно клетки будут включены в энграмму.
Кроме того, во время обучения белок подавляет чрезмерную фоновую нейронную активность. Благодаря этому в создании воспоминания участвует сокращенная и более точно выделенная группа клеток, что придает памятному следу дополнительную устойчивость.
«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.
Исследователи обнаружили молекулярный механизм, сопряженный с этим процессом. В ходе обучения тау подвергается фосфорилированию — химической модификации, сказывающейся на его активности. Управляемое фосфорилирование содействует координации работы энграммных клеток.
В то же время избыточное и отклоняющееся от нормы фосфорилирование тау рассматривается как один из признаков болезни Альцгеймера. Новая работа показывает, что само присоединение фосфатных групп к белку представляет собой не патологию, а стандартный элемент мозговой деятельности. Сбои могут появляться при изменении интенсивности или особенностей данного процесса.
Даже когда тау не было, памятные следы сохранялись. Ученым удалось восстановить их путем прямой стимуляции энграммных клеток. Это свидетельствует о том, что тау может быть необходим не столько для физического хранения данных, сколько для связывания воспоминания с естественными сигналами — изображениями, звуками и прочими составляющими опыта.
Кроме того, авторы проверили воздействие патологических вариантов тау. Если видоизмененный белок находился в энграммных клетках во время обучения, он нарушал создание новых воспоминаний. Если патологический тау появлялся уже после формирования памяти, он затруднял ее последующее извлечение. Исследователи предполагают, что при деменции воспоминания могут не только разрушаться, но и становиться недоступными из-за нарушений в механизмах организации и поиска информации в мозге.
Издание Medical Xpress 9 марта проинформировало о методах тренировки мозга и снижения риска деменции. В качестве своеобразной когнитивной тренировки, которая позволит сохранить умственные способности по мере взросления, эксперты назвали такие разнообразные занятия и привычки, как чтение и письмо, изучение иностранных языков, игра в шахматы, решение головоломок и посещение музеев.