Вы бы не подумали, что растворение части мозга, особенно той, которая помогает удерживать орган вместе, поможет песчанке переосмыслить проблему. Но это именно то, что сделала группа немецких ученых.
Их результаты, опубликованные в Интернете на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, предполагают, что гораздо больше происходит в промежутках между нейронами, и область мозга, которую когда-то считали простым процессором, может больше походить на калькулятор.
Исследователи из Института нейробиологии им. Лейбница в Магдебурге сосредоточили свое внимание на микроскопическом каркасе, который стабилизирует синапсы, крошечные промежутки, в которых электрохимические сигналы передаются между нейронами.
Уже были ключи к разгадке того, что эта так называемая внеклеточная матрица, которая возникает по мере созревания мозга, делает гораздо больше, чем просто удерживает вещи вместе. Как показали предыдущие исследования, введение ферментов для переваривания этой матрицы, по-видимому, приводит мозг животных в более молодое состояние, когда пути нейронов могут быть изменены.
Но может ли такое изменение повлиять на познание??
Исследователи использовали монгольских песчанок, мозг которых особенно обогащен этой матрицей. Они научили грызунов различать два звука, каждый из которых ассоциировался либо с выходом из шока, либо с тем, чтобы оставаться на месте, чтобы избежать одного. Затем они изменили сценарий, потребовав от песчанок заново изучить ассоциации.
Между тем они вводили фермент, поедающий матрикс, в слуховую кору некоторых песчанок. Введенные грызуны переучили задачу быстрее, чем их обычные соратники. В ходе серии других экспериментов исследователи обнаружили, что фермент не влияет на исходное обучение и не стирает память. Новое поведение, казалось, возникло из нового познания, и оно возникало быстрее без сильной матрицы.
"Если вам нужно было узнать что-то довольно новое, то удаление внеклеточного матрикса не имеет драматического эффекта," сказал биохимик Ренато Фришкнехт, главный автор исследования, опубликованного в понедельник. "Но когда вам действительно нужно придать новый поведенческий смысл чему-то, чему вы научились по-другому, это, кажется, способствует процессу повторного обучения."
Результаты также предполагают, что в слуховой коре происходит больше, чем можно было ожидать. Слуховая кора – это не просто передача рудиментарной информации в регионы, связанные с более сложной обработкой. Кажется, он рассчитывает.
"Мы твердо убеждены в том, что первичная слуховая кора выполняет гораздо больше, чем просто анализ звука, но задействована в соответствии с задачами," сказал Макс Ф.K. Хаппель, поведенческий нейробиолог из Института Лейбница и первый автор исследования.
"Входные данные поступают не только в область мозга; это делает больше, чем это," сказал Фришкнехт. "Он выполняет вычисления."
Результаты показывают, что управляемая терапия, которая включает способы сделать мозг более открытым для перенастройки, может изменить память и познавательные способности и, возможно, будет применяться к жертвам инсульта и тем, кто страдает от посттравматического стресса. Исследования на животных и людях показали, что изменения в этой матрице также связаны со злоупотреблением наркотиками и рецидивом выздоровления.
В начале этого года исследование на мышах показало, что стимуляция гена может изменить нейроны и открыть окно обучения, которое может помочь изменить ассоциации с далекими воспоминаниями. В прошлом году другое исследование показало, что подобная генетическая настройка может сделать мозг мышей более гибким и помочь перенастроить нейроны.