
Группа
нейрофизиологов из MIT под руководством нобелевского лауреата Сусуму Тонегава научилась
посредством методов оптогенетики вызывать у мышей воспоминания, связанные с
удовольствием и лечить с их помощью последствия хронического стресса и
депрессию. Работа опубликована в журнале Nature.
За последние
годы в ряде работ было доказано, что любые воспоминания кодируются определенным
нейронным ансамблем. Совокупность нейронов, участвующих в кодировании
воспоминания составляет физиологический субстрат энграммы – следа памяти.  В 2012 году группа Сусуми Тонегава уже
продемонстрировала, что пометив флуоресцентными белками нейроны гиппокампа
(структуры мозга, ответственной за память) можно абсолютно точно определить активирующиеся
в процессе обучения нейроны, а затем искусственно вызвать необходимое воспоминание
с помощью импульса света, направленного по оптоволокну к конкретному ансамблю
нервных клеток. В новой работе ученым удалось дифференцировать энграммы с
приятными воспоминаниями и использовать их реактивацию для купирования у мышей симптомов,
схожих с депрессивными.
Для этого
исследователи давали самцам мышей побыть с самками, попутно выделяя паттерны
нейронных ансамблей активирующихся в это время. Сексуальное поведение является
традиционной формой поощрения, формирующей приятные воспоминания. После чего самцов
на 10 дней помещали в специальные клетки-«тиски», ограничивающие их движение.
Это приводило к хроническому стрессу и фрустрации. Уже к концу первой недели
пребывания в «тисках» мыши теряли интерес к простым удовольствиям. Например,
при выборе между подслащенной водой и обычной, они пили первую попавшуюся, в то
время как в нормальных условиях мыши всегда предпочитают сладкую воду. Затем
мыши теряли и «волю к сопротивлению» – если их поднимали за хвост, то они почти не пытались
вырваться. Оба этих симптома, вызванных хроническим стрессом, также характерны
и для депрессии у человека.
Однако выяснилось, что если активировать светом нейроны, хранящие приятные
воспоминания о проведенном с самками времени, то можно купировать негативные
симптомы в считанные минуты, хотя эффект от стимуляции при однократном
воздействии будет краткосрочным и неустойчивым. Чтобы добиться долговременного
и надежного «улучшения» у мышей, необходимо актуализировать хорошие
воспоминания не менее двух раз в день на протяжении недели. В среднем, на
шестой день можно наблюдать очевидные изменения в поведении. Вопрос о том, насколько положительный эффект устойчив в долгосрочной перспективе – еще предстоит
выяснить отдельно.
Важным
моментом эксперимента является тот факт, что мышам не стимулировали центры
удовольствия или участки мозга, связанные с положительными эмоциями (по крайней мере, не напрямую).
Активировались только нейроны, содержащие эпизодические воспоминания о
пребывании с самками. Более того, в контрольном эксперименте фрустрированных
мышей помещали на тот же срок (5-7 дней) в клетку к самке, и это не оказывало
никакого положительного терапевтического воздействия, схожего с актуализацией
воспоминаний. 
В октябре
прошлого года другая исследовательская группа (также посредством методов
оптогенетики) показала, что ингибирование (отключение) нейронов, составляющих
энграмму, блокирует процесс воспоминания. Или, иными словами, память о
каких-либо событиях можно намеренно «стирать».
Оптогенетика – метод исследования мозга и нервных
клеток, изобретенный в его современном виде группой под руководством
стенфордского ученого Карла Дизерота в 2005 году. Метод заключается в
трансформации клеток генами светочувствительных рецепторов, которые
встраиваются во внешнюю мембрану нейронов. Облучение тканей светом определенной
длины волны активирует рецепторы, которые пропускают в клетку ионы внешней среды
и инициируют деполяризацию — срабатывание нейрона. Сам по себе каналродопсин
представляет собой светочувствительный рецептор сине-зеленых водорослей,
необходимый им для фототаксиса – движения к свету.
