Учёные вернули память мышам с симптомами болезни Альцгеймера

Корональное сечение зубчатой извилины гиппокампа мышей с смоделированной начальной стадией болезни Альцгеймера. Красным отмечены бета-амилоидные бляшки. Зелёным подсвечены нейроны памяти

(фото RIKEN).

Отдельный нейрон гиппокампа с внедрённым светочувствительным белком (зелёный), связанный с энторинальной корой головного мозга (красная)

(фото RIKEN).

Корональное сечение зубчатой извилины гиппокампа с смоделированной начальной стадией болезни Альцгеймера в 7-месячном возрасте. Бета-амилоидные бляшки ещё не образовались, и учёные установили и пометили светочувствительным белком клетки памяти (зелёные)

(фото RIKEN).

До сих пор считалось, что при болезни Альцгеймера мозг не сохраняет новые воспоминания, поэтому люди с этим недугом часто забывают, куда положили свои вещи и не узнают лица людей. Но новое исследование учёных из Массачусетского технологического института показало, что на ранних стадиях заболевания воспоминания по-прежнему сохраняются в головном мозге, хотя и становятся в некотором смысле недоступными.

Год назад нейробиолог, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине Сусуму Тонегава (Susumu Tonegawa) и его коллеги опубликовали результаты работы, в которой показали, что при некоторых видах амнезии память продолжает сохранять воспоминания, но мозг не может найти место, где они записаны.

К сожалению, поскольку вмешательство в работу мозга пациентов опасно, у людей сложно определить, связаны ли эти проблемы с записью информации или с её извлечением. Поэтому, чтобы проверить свои догадки, команда Тонегавы провела эксперимент на двух линиях мышей с мутациями в генах, связанных с болезнью Альцгеймера.

Отдельный нейрон гиппокампа с внедрённым светочувствительным белком (зелёный), связанный с энторинальной корой головного мозга (красная)

В мозге подопытных животных накапливался белково-полисахаридный комплекс — амилоид. Именно это вещество образует бляшки и приводит к проблемам с памятью у пожилых людей.

Учёные помещали мышей в ящик, где в определённом месте они получали слабый удар током. Очень скоро нормальные мыши стали обходить неприятное место стороной, но мыши с мутациями не помнили пережитые потрясения и не боялись ящика. Тогда с помощью методов генной инженерии исследователи добавили мышам с симптомами Альцгеймера ген, кодирующий светочувствительный белок, который производился в нейронах гиппокампа – части мозга, контролирующей краткосрочные воспоминания.

Когда таких животных помещали в ящик с током и, используя технологию оптогенетики, воздействовали на мозг светом, они замирали на месте, вспоминая неприятный опыт. Но на следующий день они снова как ни в чём не бывало разгуливали по ящику, забыв про свои вчерашние страхи.

Корональное сечение зубчатой извилины гиппокампа с смоделированной начальной стадией болезни Альцгеймера в 7-месячном возрасте. Бета-амилоидные бляшки ещё не образовались, и учёные установили и пометили светочувствительным белком клетки памяти (зелёные)

Затем учёные долгое время освещали мозг грызунов световыми импульсами, имитируя нормальную работу памяти, которая постоянно прокручивает свежие воспоминания. Это привело к усилению связи между гиппокампом и энторинальной корой головного мозга, которые вместе участвуют в формировании долговременной памяти. После нескольких сеансов мыши окончательно вспомнили, какую угрозу таит в себе ящик, и боялись его даже при выключенном свете.

"Самое главное, что это доказывает правильность концепции. Даже если кажется, что воспоминания исчезли, они всё ещё находятся на месте, и весь вопрос состоит в том, как их получить, – сообщает Тонегава в пресс-релизе института. – Вполне возможно, что в будущем будут разработаны технологии, позволяющие с большой точностью активировать или дезактивировать клетки глубоко внутри мозга, например, в гиппокампе или энторинальной коре".

Подробные результаты исследования представлены в статье, опубликованной в журнале Nature.