Наука 12 января 2022

Ученые запечатлели, как формируются воспоминания в мозге живой рыбы

Ученым из Университета Южной Калифорнии (USC) удалось запечатлеть формирование воспоминаний в мозге живой рыбы в режиме реального времени.

Авторы новой работы запечатлели изображение мозга рыбки данио под микроскопом с синапсами. Они обратили внимание на то, что синапсы формируются в одной части мозга и исчезают в другой.

Синапсы — это крошечные промежутки между ветвями нейронов в мозге, они играют ключевую роль в формировании памяти. Чем регулярнее используется конкретный синапс, тем сильнее он становится. Новая работа расширяет наши знания о том, как они работают.

Ученые провели свою работу на рыбках данио, их обычно используют для исследований в области неврологии. У этого вида рыб мозг похож на человеческий. Также у них прозрачная голова, это дает ученым почти буквальное представление о работе мозга.

Синапсы обычно очень малы, чтобы их визуализировать, поэтому исследователи использовали несколько новых приемов, чтобы выделить их. Они генетически изменили рыбу так, чтобы у нее были флуоресцентные синапсы, а затем визуализировали их с помощью лазерного микроскопа нового типа, который использует более низкие уровни света, чтобы уменьшить повреждение тканей. Используя эту установку, команда визуализировала мозг рыбы как до, так и после формирования памяти, чтобы увидеть, как изменились синапсы.

Чтобы стимулировать формирование памяти, ученые заставили рыбу ассоциировать два стимула, один нейтральный и один неприятный. Исследователи нагревали голову рыб инфракрасным лазером, чтобы вызвать их раздражение и заставить их махать хвостами. Дальше они соединили это тепло с другим светом, и за несколько часов тренировки рыбы начали махать хвостами в ответ только на свет. Значит у них сформировалась ассоциативная память между светом и теплом.

Результаты работы удивили авторов. Они ожидали увидеть усиление синапсов, но заметили, что одна область мозга формирует новые синапсы, в то время как другая удаляет их. По словам исследователей, это говорит о том, что воспоминания кодируются за счет изменения количества синапсов.