Мозг создает лекарство для памяти

Память и умственные способности можно развивать самостоятельно. Например, решая математические или химические задачи, заучивая стихи или просто развлекаясь головоломками. Правда, не каждый мозг способен на такие подвиги. Нейробиологи поясняют, что одного желания и морфологически полноценного мозга недостаточно для того, чтобы запоминать новую информацию и уверенно ею оперировать, – нужные еще протеины и РНК. Они-то и «переваривают и консервируют» знания в нейронах, переводя краткосрочную память в долгосрочную. Процесс (консолидация памяти) происходит в нейронах гиппокампа.

В сложной системе молекулярно-генетического фундамента умственных способностей есть белок, который, по представлениям ученых, должен быть одним из составляющих хорошей памяти. По крайней мере, он (инсулиноподобный фактор роста-2, ИФР-2) присутствует в клетках мозга на всех этапах развития нервной системы. Да и наибольшее количество ИФР-2 регистрируется в гиппокампе взрослого человека. То есть в структуре, которая «усваивает» знания и при необходимости выдает их. Важно и то, что к старости уровень ИФР-2 значительно снижается.

Белок памяти

Исследователи из университетов США и Испании под руководством доктора Диллон Чэнь (Dillon. Y. Chen) из входящей в Нью-Йоркский университет Медицинской школы Маунт-Синай (Mount Sinai School of Medicine) изучили роль ИФР-2 в процессах «переваривания» и «консервирования» новой информации. Для эксперимента ученые использовали крыс, которые получают знания об окружающей среде через страх (боль). Например, уткнется крыса носом в кормушку и, попробовав морковки, получит удар током. После нескольких болезненных приемов пищи животное запоминает, что из этой кормушки есть нельзя.

По такому принципу ученые моделируют «экспериментальные уроки», в ходе которых у животных формируется надежная долгосрочная память. А Диллон Чэнь с коллегами не просто запугивали (обучали) грызунов, но и измеряли уровень ИФР-2. Оказалось, что в первые 6-9 часов после обучения уровень ИФР-2 в гиппокампе мышей остается более или менее постоянным. Зато через 20 часов после «упражнений» количество ИФР-2 резко повышается. Это происходит и в последующие часы. Однако запоминание на молекулярном уровне длится не более четырех суток, о чем свидетельствуют и ранее проведенные эксперименты.

В следующем опыте ученые использовали высокоспецифичные соединения, которые блокируют ИФР-2 в клетках гиппокампа. После обучения, пока уровень «белка памяти» превышал нормативные показатели, экспериментаторы вводили животным инъекцию избирательного блокатора ИФР-2. Как и предполагалось, мозг животных не смог сохранить новую информацию. Так нейробиологи сделали вывод, что ИФР-2 играет ключевую роль в консолидации памяти.

Допинг для мозга

Диллон Чэнь с коллегами попытались улучшить грызунам память с помощью прямой инъекции ИФР-2. Оказалось, что фактор роста не только улучшает долгосрочную память, но и препятствует забыванию. Причем, положительный эффект протеина пропорционален объему инъекции. То есть чем полнее шприц, тем лучше после такого укола память. В статье A critical role for IGF-II in memory consolidation and enhancement ученые описывают молекулярно-генетические и клеточные механизмы, обеспечивающие улучшение памяти посредством ИФР-2.

«Думаем, что полученные результаты будут полезны для терапии, направленной на улучшение памяти и для лечения пациентов с деменцией или другими когнитивными нарушениями», -- пишут исследователи в статье.

Пока полученные результаты можно воспринимать как молекулярное подтверждение эффективности педагогических методик. Так, если необходимо выучить стихотворение или слова иностранного языка, то новый материал стоит повторить и на следующий день. К этому моменту количество «запоминающего белка» в гиппокампе увеличится и мозг будет работать так, словно гиппокамп получил допинг. Получается, что если человек регулярно напрягает свой мозг, то тот самостоятельно подпитывает память: больше новых знаний -- больше белка, который помогает усваивать информацию.

Infox.ru следит за успехами «интеллектуальной» медицины и тем, как ученые «вставляют мозги» в случае их отсутствия.