Материалы медицинских конференций

Главная / Материалы медицинских конференций / 2003 / Материалы Международных чтений, посвященных 100-летию со дня рождения члена-коррес-пондента АН СССР, академика АН АрмССР Э.А.Асратяна.

Новые фармакологические и поведенческие данные не согласуются с традиционными представлениями об универсальности механизмов консолидации долговременной памяти

По современным представлениям консолидация долговременной памяти - сложный многофазный обычно длительный процесс (часы, дни, недели), протекающий от момента регистрации информации до ее перехода в долговременное хранение. Весьма схематически картина зависимости консолидации памяти от структур головного мозга представляется следующим образом: декларативная память – это медиальные височные доли, включая гиппокампальную систему; двигательные навыки и инструментальные условные рефлексы – двигательная кора и стриатум; Павловские условные двигательные рефлексы, простые выученные движения – мозжечок; эмоциональная память – миндалина [Squire, Zola, 1996]. Одной из основных характеристик консолидации памяти является её лабильность, неустойчивость к различным воздействиям: психологическим, таким как интерференция следов памяти, повреждениям определенных структур мозга, травмам мозга, электрошоку, гипоксии, нарушениям химической передачи сигналов между нейронами [McGaugh, 2000] . В настоящее время общепринято, что подавление синтеза белка de novo в центральной нервной системе на 80-95% является универсальным способом, нарушающим консолидацию памяти [Berman, Dudai, 2001]. Эффект воздействий, нарушающих консолидацию сильно зависит от времени, прошедшего с момента регистрации информации до воздействия: чем меньше этот интервал времени, тем сильнее нарушение консолидации памяти. Другой существенной характеристикой консолидации памяти является сильная зависимость ее от длительности временного интервала между повторяющимися пробами. Чем короче этот интервал, тем медленнее научение, и хуже сохранение информации в долговременной памяти. Эта зависимость считается универсальным правилом научения и памяти у человека и животных [Menzel et all., 2001].

По современным представлениям синтез белков de novo  является ключевым молекулярным механизмом консолидации долговременной памяти. Предполагается, что вновь синтезированные белки пре- и постсинаптических мембран вызывают ультраструктурные изменения синапсов и повышают эффективность связи между нейронами, существенными для консолидации памяти [Анохин К., 2001; Milner et all., 1998].

Нужно заметить, что общепрнятые представления о консолидации памяти не согласуется с рядом хорошо установленных экспериментальных данных. В некоторых экспериментах было показано, что консолидация долговременной памяти оказалась устойчивой к аноксии мозга и действию электрошока [Bolduin, Soltysik, 1965; Squire, 1986]. Полная блокада синтеза белка в головном мозге не нарушала консолидацию памяти [Laudein et al., 1986; Staubli et all., 1985].  При научении с минимальным интервалом между пробами подавление синтеза белка не нарушало сохранение информации в течение нескольких дней [Tully et all., 1994].

Недавно мы разработали экспериментальную модель для исследования долговременной двигательной памяти у крыс, мышей и полевок, «выученное выпрыгивание из воды», на которой были обнаружены неожиданные характеристики консолидации долговременной памяти. [Подольский 1996, 1997; Podolski et al, 1997]. При научении с одной пробы показатель сохранения информации не зависел от длительности интервала времени межу научением и проверкой сохранения, в диапазоне от 1 с до 39 дней («сохранение без затухания»). Электрошок, блокада М-холинорецепторов, NMDA-рецепторов, дофаминовых рецепторов максимальными дозами антагонистов, нанесенными сразу же после научения, не вызывали амнезии. При многократном повторении проб с минимальным интервалом между ними (1 – 2 с)  научение проходило за 3 – 5 мин;  время решения задачи уменьшалось от 80 с в первой пробе до 2 – 5 с в 10 и/или 20 пробе («сверхбыстрое научение»). В этих опытах приобретенная информация сохранялась после 20-дневного перерыва. Недавно нами было показано, что практически полное подавление синтеза белка в головном и спинном мозге во время научения и в течение 1 и 9 ч после научения не нарушало сохранение информации через 14 дней [Щеглов, в данном сборнике; Подольский, Щеглов, 2003, в печати].

На основании собственных исследований и обобщения литературных данных мы выносим на обсуждение следующие положения.

Первое. На различных экспериментальных моделях консолидация долговременной памяти может иметь качественно различные механизмы.

Второе. На экспериментальной модели «выученное выпрыгивание из воды» животные делает выбор врожденной программы поведения, приводящей к решению задачи в экстремальной ситуации. При повторении задачи происходит очень быстрая консолидация следов долговременной двигательной  памяти (секунды). Можно предположить, что в результате этого локальная система нейронов быстро не линейно переходит в устойчивое состояние, которое не могут нарушить воздействия обычно вызывающие амнезию.

Третье. Основываясь на данных, что почти полное подавление синтеза белка в ЦНС после научения с одной пробы не нарушает сохранение информации, мы приходим к заключению, что «сверхбыстрая» фаза консолидации долговременной двигательной памяти не требует участия синтеза белков de novо. Для быстрой консолидации необходимы более быстрые молекулярные механизмы.

Четвертое. Возможность очень быстро (1 – 3 мин) научения при 1-секундных интервалах между повторяющейся пробой (massed learning) и сохранение при этом информации в течение нескольких недель, можно объяснить тем, что накопление следов памяти осуществляется без участия синтеза белка.

 

Работа посвящается чл-корр. АН СССР Э.А. Асратяну, под руководством которого автор работал в 60-х годах и выполнил кандидатскую диссертацию. При большом внимании и поддержке Э.А. Асратяна начал формироваться мой интерес к проблеме памяти.

 

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 01-04-49826).