Специальные нейроны гиппокампа помогают мозгу видеть старое в новом – то есть вспоминать старый опыт в новых жизненных ситуациях.

В нашей памяти хранится много сведений, которые представляют собой, если можно так сказать, информацию общего назначения. Что это значит? Например, если мы приходим в незнакомый магазин, мы не мучаемся вопросом, как нам платить за покупки: мы так же достаём деньги, или банковскую карту, или же платим смартфоном. Мы проделываем это всё на кассе независимо от того, что мы покупаем, как выглядит кассир, кто стоял в очереди перед нами и т. д. И пусть мы впервые здесь, но, в общем, новая ситуация похожа на те, что были раньше (новый магазин похож на остальные магазины), поэтому мозг пользуется информацией, которая подходит для всех ситуаций такого типа.

Срез через гиппокамп мыши. (Фото: NICHD / Flickr.com) 

В принципе нам почти постоянно приходится иметь дело со смесью старого и нового. Очень редко мы получаем абсолютно стопроцентно новый опыт; обычно в новой ситуации нам что-нибудь, да знакомо. И вот, как оказалось, для такой информации общего назначения, которая бывает нужна в разных контекстах, в мозге есть специальные клетки. Обнаружили их сотрудник  лаборатории Судзуми Тонегавы (Susumu Tonegawa) из Массачусетского технологического института. (Судзуми Тонегава, ставший нобелевским лауреатом за открытия в области иммунологии, давно и весьма плодотворно занимается расшифровкой клеточных механизмов памяти, и его достижениях здесь мы неоднократно писали.)

Исследователи предположили, что сведения общего назначения могут храниться в гиппокампе – одном из главных центров памяти. Известно, что гиппокамп хранит пространственную информацию: специальные нейроны, называемые нейронами места, запоминают окружающую обстановку и активируются, когда индивидуум снова появляется в знакомом ландшафте; более того, нейроны места активируются, даже если знакомый ландшафт просто возникает в уме как воспоминание.

В эксперименте мышей запускали в лабиринт, в котором было четыре колена-отнорка, в чётвёртый отнорок клали угощение, и мышь, пробежав весь лабиринт, это угощение находила. Пока мышь бежала по лабиринту, у неё в гиппокампе последовательно активировались клетки, соответствовавшие разным участкам пути. Но при этом часть клеток была активна всё время, а примерно 30% нейронов активировались лишь в определённом участке лабиринта: либо в первом отнорке, либо во втором, либо в третьем, либо в четвёртом.

Тогда эксперимент изменили: первый день мышь бегала по квадратному лабиринту, второй день – по круглому; и того, и у другого были те же четыре отнорка. В день круглого лабиринта клетки места меняли активность – потому что мышь попала из квадрата в круг. А вот те клетки, которые активировались в ответвлениях лабиринта, продолжали на них реагировать. То есть отнорок номер 1 оставался для таких клеток тем же самым, пусть в целом форма маршрута менялась. Очевидно, эти нейроны все вместе вели счёт ответвлениям в лабиринте, готовя мышь к тому, что в четвёртом отнорке она найдёт что-то вкусное.

В итоге исследователи сделали вывод, что часть клеток гиппокампа занимается кодированием опыта такого рода, который может понадобиться в разных ситуациях. Причём здесь гиппокампу помогает средняя энторинальная кора: если связь гиппокампа с ней подавляли, у мышей число отнорков не кодировалось; хотя пока и неясно, что за сигналы от энторинальной коры здесь нужны. Подробно результаты экспериментов описаны в Nature Neuroscience.

Очевидно, эти клетки (и нейронные цепи, в которые они входят) не просто хранят информацию общего назначения – они, скорее всего, помогают интерпретировать новый опыт в свете того, что мы уже знаем, помогают понять, в чём новая ситуация похожа на старую, а в чём отличается, и т. д. Поэтому было бы очень интересно узнать, как вообще происходит кристаллизация шаблонных воспоминаний, как они делятся по категориям и как мозг понимает, когда какую категорию нужно активировать.