Забыть — не всегда значит стереть из мозга. К такому выводу пришли исследователи из Института Фридриха Мишера и Университета Базеля, изучив память плодовых мушек Drosophila melanogaster. Работа опубликована в журнале Nature Neuroscience. Результаты показывают: после исчезновения поведенческой реакции информация может сохраняться в виде так называемого «тихого следа памяти», а подходящая подсказка способна снова сделать ее активной.
Для экспериментов ученые использовали дрозофил и Т-образный лабиринт. Мух обучали связывать определенный запах с коротким электрическим разрядом. Обучение было намеренно слабым: уже через один-два часа насекомые переставали избегать запах, связанный с ударом тока, а через сутки такая реакция вообще исчезала. Казалось бы, память отправилась в мусорную корзину. Но это было не совсем так.
Исследователи вернули мух в ту же экспериментальную камеру и снова дали им знакомый запах — уже без электрического разряда. Причем сработал не просто запах сам по себе: важным оказался контекст. Если меняли освещение или убирали решетку, связанную с первоначальным опытом, восстановление памяти не происходило. Изменение температуры, напротив, не мешало. Даже через неделю после обучения подходящее напоминание все еще могло вернуть реакцию избегания.
В мозге нашли «режим ожидания»
Чтобы понять, где именно прячется забытая информация, ученые воздействовали на отдельные нейроны Drosophila melanogaster и наблюдали за их активностью с помощью кальциевой визуализации. Выяснилось, что первоначальный активный след памяти постепенно исчезает из нейронных цепей, которые непосредственно управляют поведением. Одновременно возникает другой — «тихий» след, который сам по себе не заставляет муху избегать запаха, но сохраняет информацию для возможного восстановления.
Особую роль сыграли два дофаминергических нейрона. Их активация во время правильного напоминания помогала восстановить забытую реакцию даже при неидеальном совпадении условий. Исследователи также показали, что восстановленная память может оказаться устойчивее первоначальной. Но тут у памяти обнаружился неприятный фокус.
Неправильная подсказка — и мозг «переписывает сценарий»
Ученые проверили, что произойдет, если напоминание будет не совсем честным. Мух, которых первоначально учили бояться одного запаха, спустя сутки снова помещали в знакомый контекст, но предъявляли им другой, ранее нейтральный запах. В результате насекомые начинали избегать и его. Иными словами, у них формировалась ложная память: нейтральный сигнал приобретал отрицательное значение.
Эффект зависел от ситуации. Если во время такого «подсказывающего» напоминания меняли текстуру камеры, ложная память не формировалась. Исследователи также обнаружили, что настоящая и ложная реконструкция памяти опираются на разные дофаминовые пути.
Авторы подчеркивают: работа выполнена на дрозофилах, поэтому напрямую переносить механизм на человека или других высших животных пока нельзя. Однако результаты показывают общий принцип: память может быть не архивом с неизменными файлами, а адаптивной системой, которая при каждом обращении заново собирает прошлое из сохраненной информации и текущих подсказок.
Как пояснил руководитель исследования Йоханнес Фельзенберг, теперь ученые хотят разобраться, чем на молекулярном уровне отличаются активная и «тихая» формы памяти и как мозг переключается между ними.
Справедливости ради следует отметить, что у насекомых нет мозга в привычном понимании этого слова. Поведением, сенсорикой и памятью членистоногих управляет сложный нервный узел в голове. Как он выглядит и из чего состоит у личинки Drosophila melanogaster, мы рассказали здесь.