23.10.2008

Безоблачное прошлое – в недалеком будущем

Американским и китайским ученым удалось целенаправленно удалить недавние и долговременные воспоминания у мышей, не навредив их нервным клеткам. Исследователи считают, что с помощью разработанной ими методики можно будет проводить подобные манипуляции у людей.

Группа ученых из Медицинского колледжа Джорджии под руководством Джо Цяня (Joe Z. Tsien) совместно с коллегами из Нормального университета восточного Китая в Шанхае добилась «стирания» мышиных воспоминаний путем регуляции молекулярных механизмов памяти.

В свое время было доказано, что механизмы памяти тесно связаны с активностью глутаматных рецепторов в некоторых нервных клетках (нейронах) мозга. Эти рецепторы находятся в синапсах – структурах, обеспечивающих передачу сигналов между нейронами. Синапс состоит из пресинаптической мембраны, которая принадлежит клетке, подающей сигнал, постсинаптической мембраны, которая принадлежит принимающей клетке, и синаптической щели между ними. При передаче нервного импульса «сигнализирующий» нейрон выделяет в синаптическую щель нейромедиатор – специфичное для конкретного вида нервных клеток сигнальное вещество. На постсинаптической мембране находятся рецепторы, которые при взаимодействии с этим медиатором активируют принимающую клетку.

В процессе формирования воспоминаний нейроны соответствующих областей мозга выделяют в синаптическую щель медиаторную аминокислоту глутамат, которая активирует NMDA-рецепторы принимающих клеток. Продолжительная стимуляция глутаматом приводит к появлению на постсинаптической мембране большого количества глутаматных рецепторов другого подтипа – AMPA (это явление известно как синаптическая пластичность). В результате этого связь между группой нейронов становится более прочной, и такая взаимосвязанная группа нейронов хранит определенное воспоминание.

В свое время Цянь доказал эти механизмы памяти, лишив генно-инженерных мышей NMDA-рецепторов, что сделало их неспособными к запоминанию. Кроме того, ученый вывел хорошо обучаемую мышь, получившую имя Дуги (Doogie), с повышенным количеством рецепторов этого типа, содержащих белковую субъединицу NR2B. Эта субъединица увеличивает время открытия мозговых «информационных каналов». Рецепторами с этой субъединицей богат мозг детей, благодаря чему в этом возрасте хорошо усваиваются большие объемы информации.

Как показали предыдущие исследования, на функцию NMDA-рецепторов оказывает влияние широко распространенный в синапсах нервных клеток фермент α-кальций-кальмодулинзависимая протеинкиназа II (αCaMKII). Он присоединяется к NMDA-рецепторам, изменяя их свойства, и тем самым влияет на количество AMPA-рецепторов на постсинаптической мембране принимающих сигнал нейронов.

Группа Цяня решила исследовать влияние αCaMKII на механизмы памяти. Для этого они вывели генно-инженерных мышей с повышенной выработкой этого фермента. Кроме того, исследователи подобрали препарат, подавляющий его активность, что дало им возможность быстро «включать» и «выключать» фермент.

В ходе эксперимента у животных закрепляли долгосрочное воспоминание об определенном месте, где они получали небольшой, но ощутимый удар током в лапу. Оказалось, что животные, снова помещенные в это место, «вспоминали» о травмирующей ситуации, только если αCaMKII был предварительно «выключен» препаратом-ингибитором. Если в момент вызова воспоминания повышенная активность фермента не была заблокирована препаратом, оно исчезало насовсем, и мыши спокойно реагировали на место, где получили удар током.

Схожее влияние αCaMKII на кратковременную память было продемонстрировано в другом эксперименте, когда мышам давали две игрушки, а затем таким же способом «стирали» воспоминание об одной из них. После этого животные начинали воспринимать ее как новую.

Каких-либо побочных эффектов, а также нарушений строения и функций соответствующих нейронов при «очистке» памяти не наблюдалось.

На текущей стадии разработки методика не подходит для использования на людях – повышенная активность αCaMKII была заложена мышам генетически и подавлялась регулярным введением ингибиторного препарата. Возможная стратегия применения метода у людей состоит в поиске препаратов, повышающих активность фермента или запускающих последующие биохимические реакции вместо него.

Несмотря на эти препятствия, исследователи не теряют оптимизма по поводу идеи удаления «ненужных» травмирующих воспоминаний. По мнению Цяня, такая методика может в будущем помочь людям с фобиями или участникам боевых действий, что особенно актуально для США, где десятки тысяч людей страдают посттравматическим стрессовым расстройством после участия в военных кампаниях в Афганистане, Персидском заливе и Ираке.

Впрочем, ученый отмечает, что «чистка памяти» применима далеко не во всех случаях. Например, ей не стоит пользоваться людям, желающим избавиться от воспоминаний о неудачных личных отношениях, как это сделали герои голливудского фильма «Вечное сияние чистого разума» и других подобных произведений.

В любом случае, если «стирание» воспоминаний когда-либо станет возможным, оно потребует тщательного прогноза последствий и разработки твердой этической базы, определяющей сферу применения методики, поскольку очевидных возможностей для злоупотреблений ей предостаточно. К примеру, такой разработкой не могут не заинтересоваться различные спецслужбы, правительства тоталитарных государств, нечистые на руку коммерческие организации и не обремененные моральными принципами индивиды. К тому же несложно представить появление «любителей забвения», разрушающих свой разум бесконечными попытками избавиться абсолютно от всех нежелательных воспоминаний.

Источники:

1. Medportal