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.

Томография любви

Нейробиологи из США и Швейцарии обобщили результаты шести исследований феномена любви, выполненных при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Авторы пришли к выводу, что любовь — не просто «базовая эмоция», а комплексное явление, связанное с активностью многих отделов мозга, отвечающих за разные психические функции: чувство удовольствия, формирование привязанностей, мотивацию целенаправленного поведения, социальное познание и представление о самом себе. Области мозга, связанные со страстной влюбленностью и материнской любовью, пересекаются, но всё же имеют свою специфику.
Американские и швейцарские нейробиологи под руководством Стефани Ортиг (Stephanie Ortigue) из Сиракузского университета (на фото) опубликовали в журнале The Journal of Sexual Medicine обзор результатов всех проведенных на сегодняшний день исследований феномена любви, выполненных при помощи фМРТ. Тщательный поиск в нескольких крупнейших электронных библиотеках показал, что таких исследований, где речь шла именно о любви, а не о каких-то смежных психических явлениях и эмоциях, где использовали фМРТ и где были соблюдены все принятые методологические и этические нормы, выполнено пока только шесть (самое первое — в 2000 году). Одна из этих шести работ была проведена под руководством самой С. Ортиг (Ortigue et al., 2007. The neural basis of love as a subliminal prime: an event-related functional magnetic resonance imaging study). В трех работах приняли участие добровольцы, находящиеся, по их словам, в состоянии страстной романтической влюбленности. В двух работах изучалась материнская любовь, в одной — абстрактная «беззаветная» любовь (unconditional love) к незнакомым несчастным людям. В общей сложности в шести исследованиях приняли участие 120 человек (99 женщин и 21 мужчина). В выборку не попали публикации, не имеющие английского резюме и не обнаруживаемые поисковиками по слову «love».
Метод фМРТ позволяет выявить участки мозга, активно работающие в данный момент. К таким участкам приливает артериальная кровь, поэтому уже через 1–5 секунд после возбуждения там становится больше оксигемоглобина, что, собственно, и регистрируется на томограммах (см.: Functional magnetic resonance imaging).

Участки мозга, возбуждающиеся у любящих людей в ответ на стимулы, связанные с объектом любви (комбинированная схема, составленная по результатам шести исследований). Чем светлее оттенок красного, тем в большем числе разных опытов, ориентированных на разные аспекты и разновидности любви, отмечалось повышенное возбуждение данного участка мозга. Верхние изображения — наружная поверхность полушарий, нижние — медиальная поверхность («продольный срез» мозга). Изображение из обсуждаемой статьи в The Journal of Sexual Medicine

Чтобы понять, какие участки мозга связаны именно с любовью (или с чем угодно еще), всегда необходим контроль. Например, при изучении страстной любви сравнивали реакцию мозга на стимулы (фотографию или имя), относящиеся к объекту страсти, с реакцией мозга на такие же стимулы, относящиеся к друзьям (в том числе друзьям того же пола, что и объект страсти) и к незнакомым людям. Сравнение полученных томограмм позволяет идентифицировать участки, которые возбуждаются достоверно сильнее при мысли о любимом, чем о друге или незнакомце. При изучении материнской любви возбуждение мозга при взгляде на фотографию собственного ребенка сравнивалось с реакцией на фотографии других детей того же возраста, лучших друзей и просто знакомых.
По мнению авторов, имеющиеся на сегодняшний день данные следует считать предварительными, но кое-какие закономерности можно отметить уже сейчас.
Романтическая (страстная) любовь, или влюбленность, связана с комплексным возбуждением нескольких отделов мозга.
Во-первых, это дофаминэргические подкорковые области, отвечающие за положительное подкрепление («система награды»), чувство удовольствия, эйфорию. В этих областях много рецепторов дофамина и окситоцина (см.: Гены управляют поведением, а поведение — генами, «Элементы», 12.11.2008). Сюда относятся хвостатое ядро (caudate nucleus) и скорлупа (putamen). Это те области, которые возбуждаются под действием кокаина (потому что кокаин подавляет обратное всасывание дофамина нервными окончаниями, которые выделяют дофамин).
Во-вторых, при страстной любви возбуждаются островок (insula) и передняя часть поясной извилины (anterior cingulate cortex) — отделы, имеющие отношение к сексуальному возбуждению.
В-третьих, снижается возбуждение миндалины (amygdala; отвечает за страх, тревожность, беспокойство) и задней части поясной извилины (posterior cingulate cortex). По-видимому, передняя часть поясной извилины отвечает за переживание счастливой любви и сексуального возбуждения, тогда как ее задняя часть активизируется при переживании несчастной любви или горя от утраты любимого — например, у вдов, которым показывают фотографию недавно умершего мужа.
В целом характер специфического возбуждения подкорковых областей в ответ на стимулы, связанные с объектом страсти, указывает на то, что речь тут идет не только об эмоциях, но и о мотивации целенаправленного поведения (установка на сближение, соединение с любимым). Об этом говорит, в частности, возбуждение хвостатого ядра, работа которого связана с целеполаганием, ожиданием награды и подготовкой к активным действиям.
В-четвертых, когда влюбленным показывают на долю секунды имя любимого человека (так, чтобы они не успели даже осознать, что прочли его), регистрируется возбуждение нескольких «высших» (корковых) участков мозга, отвечающих за социальное познание (social cognition), концентрацию внимания и мысленную репрезентацию (образ) самого себя. Обнаружить связь этих «высших», когнитивных отделов со страстной любовью методологически труднее, чем «эмоциональных» областей, потому что сканирование обычно проводят в течение довольно длительного времени (17–30 секунд), за которое испытуемый успевает подумать о многом. Но они четко выявляются, если стимул, связанный с объектом страсти (например, имя) не достигает сознания испытуемого.
Материнская любовь связана со специфическим возбуждением дофаминэргических подкорковых структур, в том числе хвостатого ядра, скорлупы, черного вещества (substantia nigra) и таламуса (см. также: Материнство способствует росту мозга, «Элементы», 26.10.2010). Всё это, очевидно, имеет отношение к чувству удовольствия и «системе награды», и здесь много пересечений с теми областями, которые возбуждаются при страстной любви. Кроме того, материнская любовь связана с активностью тех же «эмоциональных» участков коры, что и страстная любовь (островок и передняя часть поясной извилины). Однако у материнской любви есть и свой специфический подкорковый участок, который не имеет отношения к страстной любви, — околоводопроводное серое вещество (ОСВ, periaqueductal gray matter). Этот участок тесно связан с эмоциональными центрами лимбической системы и содержит много вазопрессиновых рецепторов, которые очень важны для формирования материнской привязанности. Прослеживается и еще одна связь между ОСВ и материнской любовью: этот участок мозга имеет отношение к подавлению чувства боли при сильных эмоциональных переживаниях, в том числе во время родов.
В одном исследовании испытуемым показывали фотографии незнакомых умственно неполноценных людей и просили либо просто расслабиться (контроль), либо расслабиться и попытаться почувствовать (внушить себе) любовь к этому человеку. Выяснилось, что подобные попытки приводят к возбуждению примерно тех же участков мозга, что и материнская любовь. В том числе возбуждалось и ОСВ. Активизировались также и эмоциональные центры, в том числе островок, хвостатое ядро и передняя часть поясной извилины.
По мнению авторов, полученные результаты позволяют рассматривать любовь прежде всего как «дофаминэргическую целеполагающую мотивацию к формированию парных связей» (dopaminergic goal-directed motivation for pair-bonding). Такое определение любви может показаться слегка необычным, зато оно подкреплено нейробиологическими данными. Не вызывает сомнений активное участие дофаминэргической «системы награды», дофаминовых и окситоциновых рецепторов в формировании того психического состояния, которые мы называем любовью. Ясно также, что любовь — это не только эмоция, переживание, но и мотивация к активным действиям, направленным на формирование связи (эмоциональной или сексуальной) с объектом любви.
Авторы подчеркивают, что любовь — это нечто большее, чем «базовая эмоция». Она неразрывно связана с определенными «высшими» когнитивными функциями. В частности, романтическая любовь включает в себя активность отделов коры, отвечающих за социальное познание (работу с информацией о других людях) и восприятие (образ) самого себя. Активизация этих отделов становится особенно заметна, когда стимулы, связанные с объектом страсти, не доходят до сознания. Авторы усматривают в этом косвенное подтверждение теории, согласно которой любовь основана на желании расширить внутренний образ себя путем включения другого человека в этот образ (Aron E.N., Aron A., 1996. Love and expansion of the self: The state of the model // Personal Relationships. V. 3. P. 45–58).
Подобные исследования представляют не только академический интерес. Авторы убеждены, что детальные данные о связи любви с работой определенных участков мозга помогут медикам и психологам лучше диагностировать и корректировать всевозможные семейные проблемы.
Источник: Stephanie Ortigue, Francesco Bianchi-Demicheli, Nisa Patel, Chris Frum, James W. Lewis. Neuroimaging of Love: fMRI Meta-Analysis Evidence toward New Perspectives in Sexual Medicine // The Journal of Sexual Medicine. V. 7 (11). P. 3541–3552. November 2010. Doi: 10.1111/j.1743-6109.2010.01999.x.

Идентифицирован ген, который вызывает мигрень

Мигрень (в переводе с французского migraine - боль в половине головы) — повторяющиеся приступообразные головные боли, обычно односторонние, вызванные периодическим сужением и расширением артерий головного мозга.

Специалисты Оксфордского университета установили, что причиной мигрени является ген под названием TRESK.

Он контролирует чувствительность болевых нервов и, его мутации могут привести к резкому снижению порога болевой чувствительности и превращению жизни "в состояние полное боли". Вот почему страдающих мигренью настолько чувствительны к свету, звукам и даже прикосновениям.Теперь при помощи специально разработанных препаратов ученые планируют найти способ воздействия на этот ген, сообщает telegraph.co.uk.

Чтобы выявить причины возникновения мигрени, Оксфордские специалисты в совместной работе с канадскими коллегами взяли образцы ДНК у 110 пациентов, страдающих от этого недуга, а также генетические материалы их родственников.

Выяснилось, что мигрень провоцирует ген TRESK, который имеет свойство не только мутировать, но и передаваться по наследству.

"Раньше было известно, в какой части молекул наследственной информации находится ген, ответственный за обычную мигрень, но лишь теперь он выявлен непосредственно", - пояснил ученый Оксфордского университета Замиль Кадир, называющий данное открытие одним из самых ярких за последнее время.

По статистическим данным, мигренью страдает каждый пятый человек. Кроме того, мигрень признана одним из дорогостоящих неврологических расстройств в Европе.
Источник: http://www.telegraph.co.uk/