Эта улиточка зовется аплизией, и у нее есть рефлекс втягивания жабр в случае опасности. Обычно она не воспринимает слабое прикосновение к своему сифону как опасность и жабры не втягивает. Но если ее перед этим стукнуть в хвостик электрическим током, то она живет вся на нервах и втягивает жабры в ответ на любую мелочь. Этим управляет примитивная система из всего четырех нейронов, которую нобелевский лауреат Эрик Кандель выявил и тридцать лет исследовал, описав на ней все ключевые механизмы памяти.
На рисунке есть:
1) Сенсорный (чувствительный) нейрон - улавливает сигнал от прикосновения к сифону
2) Моторный нейрон, который заставит жабры втянуться, если сигнал от нейрона 1 будет достаточно сильным
3) Сенсорный нейрон в задней части тела
4) Интернейрон, который собирает информацию от сенсорного нейрона 3 и может изменять активность сенсорного нейрона 1
Если аплизию стукнуть по хвостику один раз, то у нее будет кратковременная память: она будет более активно втягивать жабры в следующие несколько минут. Если ее бить по хвостику долго, то сформируется долговременная память: она будет ждать от мира подвоха несколько дней.
Кратковременная память на уровне молекул работает вот как: интернейрон (4) выделяет нейромедиатор (в данном случае - серотонин). Молекулы серотонина связываются с рецепторами на поверхности чувствительного нейрона (1), рецепторы активируют производство внутриклеточного посредника - цАМФ (циклический аденозинмонофосфат), он активирует фермент протеинкиназу А, которая в свою очередь приводит к увеличению способности выделть глутамат на синапсе между чувствительным нейроном от сифона (1) и мотонейроном на жабры (2). То есть при прикосновении к сифону теперь, после удара в хвост, в течение нескольких минут будет проходить более сильный сигнал, достаточный для запуска рефлекса втягивания жабр.
Если несчастное животное часто бьют в хвост, то оно формирует долговременную память. Той самой протеинкиназы А вырабатывается настолько много, что она доходит до ядра чувствительного нейрона, где активирует белок CREB-1. Он связывается с ДНК и запускает синтез информационной РНК, кодирующей белки, нужные для роста синапсов. Эта иРНК распространяется по всему нейрону - но синтез белков по ней начинается только непосредственно в том синапсе, на который продолжает действовать серотонин, потому что он запускает там еще и активацию белка CPEB, активирующего строительство новых белков. В результате на месте одного синапса, связывающего чувствительный (1) и моторный (2) нейрон, вырастает три штуки, и теперь сигнал будет передаваться более эффективно.
Проще говоря,
кратковременная память - это изменение активности синапсов, а долговременная - изменение их количества.
Комментарии (0)