Ученые раскрыли уникальный механизм формирования памяти у осьминогов
Ученые выяснили, что осьминоги закрепляют долговременную память с помощью уникального газового молекулярного переключателя, обходясь без синтеза новых белков.
Новое научное исследование раскрывает уникальный молекулярный механизм, с помощью которого осьминоги кодируют и сохраняют долговременную память, несмотря на совершенно иной эволюционный путь развития по сравнению с млекопитающими.
В то время как в мозге млекопитающих и позвоночных для закрепления долговременных воспоминаний требуется синтез новых белков, мозг осьминога использует удивительный «молекулярный переключатель»: крошечную молекулу газа, создающую петлю положительной обратной связи. Эта петля непрерывно питает сама себя и удерживает воспоминания в стабильном состоянии без необходимости синтеза новых белков.
На нейронном уровне сохранение памяти выражается в устойчивом изменении силы связи между нервными клетками. У млекопитающих усвоение информации заставляет клетки производить новые белки для укрепления синаптических связей. Однако исследователи сосредоточили внимание на вертикальной доле мозга осьминога — области, функционально аналогичной гиппокампу позвоночных. Выяснилось, что хотя в этой зоне происходит усиление синаптической передачи, биологический механизм закрепления памяти кардинально отличается от механизмов позвоночных.
В центре этого процесса находится молекула газа оксида азота, выполняющая двойную роль: она опосредует укрепление синаптической связи за счет ускорения выброса нейромедиаторов и одновременно активирует фермент, ответственный за выработку самого газа. Совместное действие этих факторов формирует автономный замкнутый контур, надежно фиксирующий воспоминание.
Различные эволюционные пути, схожий результат
Профессор Биньямин Хохнер, один из руководителей исследования, пояснил выводы ученых, отметив, что осьминоги выработали абсолютно независимое молекулярное решение биологической задачи перевода сиюминутного опыта в устойчивые нейронные связи. Полученные данные наглядно демонстрируют, как системы обучения и памяти, сформировавшиеся в ходе раздельной эволюции, приходят к аналогичным принципам работы через совершенно разные биологические механизмы.
Над исследованием работала группа ученых из Еврейского университета в Иерусалиме под руководством доктора Ана Луизы Туркатти-Майя, доктора Таль Шомерт и профессора Биньямина Хохнера в сотрудничестве с Академическим центром Рупина. Результаты научной работы опубликованы в авторитетном журнале Journal of Neuroscience.
