Изменение этих связей может превратить негативные воспоминания в позитивные, как сообщают Тонегава и его коллеги из Массачусетского технологического института в выпуске журнала Nature от 28 августа 2014 года.«Психотерапия свидетельствует о том, что положительная память может подавлять воспоминания о негативном опыте», — говорит Тонегава, имея в виду методы лечения, которые уменьшают клиническую депрессию, помогая пациентам вспомнить положительные воспоминания. «Мы показали, как эмоциональную валентность воспоминаний можно переключать на клеточном уровне».
Эпизоды и события, которые мы переживаем, тесно связаны с эмоциями, поскольку они сохраняются в мозгу в виде воспоминаний. Воспоминание о любимом отпуске может вызывать удовольствие на долгие годы, в то время как страх, который сопровождает воспоминание о нападении, может заставить жертву никогда не вернуться на место преступления. Тонегава объясняет, что контекстная информация об этих событиях — где и когда они произошли — записывается в гиппокампе мозга, тогда как эмоциональный компонент памяти хранится отдельно, в области мозга, называемой миндалевидным телом. «Миндалевидное тело может хранить информацию как с положительной, так и с отрицательной валентностью и связывать ее с воспоминаниями», — объясняет Тонегава.В прошлом году Тонегава и его коллеги сообщили, что, искусственно активируя небольшой набор клеток, хранящих определенную память в мыши, они могут создать новую ложную память.
В этом исследовании команда сделала клетки, хранящие память о безопасной среде, чувствительными к свету, чтобы исследователи могли ими манипулировать. Включение этих клеток при воздействии на животное легкого шока в новой среде заставляло мышь бояться исходной среды, хотя у нее не было никаких неприятных переживаний там.
В этих экспериментах ученые заставили мышей ассоциировать нейтральную обстановку со страхом. Теперь Тонегава и его коллеги хотели посмотреть, может ли он изменить воспоминание, которое уже было связано с эмоциями. Можно ли, если у животного развился страх перед местом, можно ли вместо этого сделать приятным воспоминание об этом месте?Чтобы выяснить это, ученые начали с помещения мышей-самцов в камеру, которая вызывала легкий шок.
Поскольку мышь формировала память об этом опасном месте, команда Тонегавы использовала метод, который она разработала ранее, чтобы ввести светочувствительный белок в клетки, хранящие информацию. Связывая производство светочувствительного белка с активацией гена, который включается при кодировании воспоминаний, они нацелены на светочувствительность клеток, хранящих вновь сформированную память.Мышей удалили из камеры, и несколько дней спустя ученые искусственно активировали память, направив свет на клетки, хранящие память об исходном месте. Животные отреагировали, прекратив свои исследования и замерзнув на месте, что указывало на то, что они испугались.
Теперь ученые хотели посмотреть, смогут ли они переписать страх и дать мышам положительные ассоциации с камерой, несмотря на их негативный опыт там. Поэтому они поместили мышей в новую среду, где вместо шока у них была возможность взаимодействовать с самками мышей. При этом исследователи активировали светом нейроны, хранящие память о страхе.
Ученые активировали только одно подмножество нейронов, хранящих память, либо в гиппокампе, хранящем контекст, либо в миндалевидном теле, хранящем эмоции. Затем они проверили эмоциональную ассоциацию памяти с исходной камерой, дав мышам возможность уйти из среды, в которой память была вызвана искусственно.Реактивация компонента памяти миндалины, когда самцы мышей испытывали приятный опыт взаимодействия с самками, не смогла изменить реакцию страха, вызванную этими нейронами миндалины.
Следовательно, мыши сохранили свой страх. Однако, когда исследователи реактивировали хранящие память клетки в гиппокампе, в то время как мыши взаимодействовали с самками, клетки памяти в гиппокампе приобрели новую эмоциональную ассоциацию.
Теперь мыши искали среду, которая запускала память.«Так у животного появилось воспоминание об удовольствии», — говорит Тонегава. «Но что случилось с первоначальным воспоминанием о страхе? Оно все еще там или исчезло?» Когда они поместили животных обратно в исходную камеру, где они испытали неприятный шок, животные проявили меньше страха и больше стали исследовать и искать вознаграждение. «Первоначальные воспоминания о страхе значительно изменились», — заключает Тонегава.У исследователей были аналогичные результаты в экспериментах, в которых они переключили эмоцию воспоминания в противоположном направлении — позволили мышам сначала развить приятное воспоминание о камере, а затем искусственно активировали хранящие память клетки в гиппокампе, в то время как животные испытали шок. . У этих мышей приятная реакция, связанная с клетками памяти гиппокампа, была заменена реакцией страха.
Эксперименты показывают, что клетки, хранящие контекстные компоненты памяти, образуют непостоянные или податливые связи с эмоциональными компонентами этой памяти. Тонегава объясняет, что хотя один набор нейронов в гиппокампе хранит контекстную информацию о памяти, в миндалевидном теле есть два разных набора нейронов, к которым они могут подключаться: один отвечает за положительную память, другой — за отрицательную.
Цепи соединяют клетки гиппокампа с каждой из двух популяций клеток миндалины. «Между этими контурами существует конкуренция, которая определяет общую эмоциональную ценность и [положительное или отрицательное] направление воспоминаний», — говорит Тонегава.В сопутствующих новостях Взгляды на статью в журнале Nature, Томонори Такеучи и Ричард Г. Моррис из Эдинбургского университета заявляет: «Что настолько интригует в этом исследовании, так это то, что репрезентации памяти, связанные с местом, расчленяются на их сетевые компоненты, и вместо того, чтобы повторно подвергать животных тренировочной ситуации для достижения изменений, свет используется для выборочной реактивации представления компонента «где» в памяти, а затем для изменения его ассоциации «что» ».
Тонегава подчеркивает, что их успех в переключении эмоций воспоминаний у мышей не означает немедленного лечения пациентов. Не существует технологии, позволяющей манипулировать нейронами у людей, как это было в экспериментах на мышах.
Однако, по его словам, результаты показывают, что нейронные цепи, соединяющие гиппокамп и миндалевидное тело, могут стать мишенью для разработки новых лекарств для лечения психических заболеваний.