Первый шаг в направлении создания новых методов усиления памяти сделан?

Пациентка, страдающая болезнью Альцгеймера

Результаты предварительного исследования, проведенного на крысах, показывают, что гормон, который способствует росту и восстановлению некоторых типов клеток после повреждения, может играть важную роль в формировании и сохранении воспоминаний.

После дрессировки крыс ученые вводили им в гиппокамп (область головного мозга, играющая ключевую роль в формировании воспоминаний) так называемый инсулиноподобный фактор роста II (insulin-like growth factor II или IGF-II). После инъекции белка память животных улучшилась, и воспоминания сохранялись дольше. Результаты этого исследования были недавно опубликованы в журнале Nature.

«Мы обнаружили белок, усиливающий память. Способностью усиливать память обладают ограниченное число химических соединений. Воспоминания гораздо проще разрушить, чем усилить», - объясняет руководитель лаборатории, где проводилось исследование, нейробиолог Кристина Альберини (Cristina Alberini) из Школы Медицины Горы Синай в Нью-Йорке (Mount Sinai School of Medicine).

Результаты предыдущих исследований Альберини и ее коллег показали, что белок IGF-II является одним из ключевых факторов при формировании воспоминаний. Во время запоминания в головном мозге синтезируются белки, которые запускают ряд нейрофизиологических процессов, в конечном итоге приводящих к консолидации (закреплению) памяти. Эти первично синтезирующиеся белки, известные как транскрипционные факторы, регулируют образование вторичных белков, которые поддерживают активность сформировавшейся биохимической цепочки.

Многие функции белка IGF-II до сих пор остаются неизвестными. Результаты предыдущих исследований показали, что рецепторы к IGF-II сосредоточены на нервных клетках гиппокампа. Ученые предполагают, что в этой области головного мозга наблюдается самая высокая продукция белка IGF-II. Для того чтобы установить роль белка IGF-II в консолидации памяти, исследователи блокировали работу этого белка и наблюдали за происходящими изменениями в поведении животных.

В первой части эксперимента Альберини и ее коллеги формировали у лабораторных крыс поведенческий рефлекс, основанный на избегании болевого раздражителя. Для этого животных поместили в специальную клетку, часть которой была затемнена. Если крыса, следуя своему инстинкту спрятаться в норку, забегала в темную область клетки, то на лапы животного воздействовал слабый электрический разряд, вызывая ощущение покалывания. После дрессировки ученые измерили концентрацию белка IGF-II в гиппокампе крыс и обнаружили, что его количество повысилось. Чтобы подтвердить участие белка IGF-II в процессе консолидации памяти, после дрессировки ученые провели вторую часть эксперимента, во время которой они вводили непосредственно в гиппокамп крыс вещество, блокирующее работу белка IGF-II. После того, как крыс повторно поместили в клетку, стало очевидно, что у животных не сохранились воспоминания о болевом ощущении, связанным с нахождением в затемненной области.

Результаты исследования указывают, что белок IGF-II участвует в консолидации памяти. При проведении дальнейших экспериментов ученые, не вмешиваясь в процесс естественного синтеза IGF-II в организме животного, вводили небольшое количество белка в гипппокамп крыс после обучения. Выяснилось, что у крыс, которые получили дополнительную дозу белка, не только усилилась память, и они дольше не забегали в темную часть клетки, но, кроме того, память дольше сохранялась после первоначального обучения.

В комментарии к статье [3], написанном нейробиологом Ли-Хьюей Цай (Li-Huei Tsai) из Массачусетского Технологического Института в Кембридже (Massachusetts Institute of Technology), отмечено, что полученные данные – предварительные, а механизм, позволяющий белку IGF-II усилить память, остается неизвестным. Однако автор комментария разделяет вывод ученых о том, что белок IGF-II является «усилителем памяти», который, кроме того, обладает длительным периодом воздействия на организм.

«Статья содержит очень интересные данные. Любые новые сведения о белке IGF-II имеют большое значение. В основном исследования посвящены изучению гормона инсулина и инсулиноподобного фактора роста I (insulin-like growth factor I или IGF-I), в то время как белок IGF-II большинство исследователей был как будто упускает из вида. Результаты этого исследования показывают, что ученые должны обратить внимание на белок IGF-II», - рассказывает нейробиолог Игнасио Торрес-Алеман (Ignacio Torres-Aleman) из Института Кахала (Cajal Institute) в Мадриде.

Самым важным результатом проведенного исследования является то, что оно может оказать влияние на разработки в области лечения больных такими расстройствами памяти, как болезнь Альцгеймера и другие виды деменций.

«Белок IGF-II способен проникать через гематоэнцефалический барьер и попадать в головной мозг, что является его преимуществом при клиническом применении перед другими химическими соединениями, которые не обладают таким свойством», - отмечает Альберини.

«Ученые обеспокоены возможной взаимосвязью между введением в организм белка IGF-II и увеличением риска развития некоторых типов рака, что требует проведения дополнительных исследований. Кроме того, маловероятно, что в гиппокамп человека можно будет сделать инъекцию суспензии белка. Если дальнейшие исследования на крысах покажут, что другие способы доставки белка, например, впрыскивание в нос, обладают такой же эффективностью воздействия, как прямое введение в мозг, то можно будет сделать первый шаг в направлении создания новых методов усиления памяти», - считает Цай.