Израильские нейробиологи объяснили, как работает память осьминогов
Ученые Еврейского университета Иерусалима выяснили, что память осьминога работает на оксиде азота, а не на синтезе новых белков, как у позвоночных.
Осьминоги известны умением решать задачи, исследовать незнакомую обстановку и учиться на своем опыте. При этом их эволюционная линия разошлась с линией человека сотни миллионов лет назад. Как мозг осьминога превращает кратковременный опыт в долговременную память, выяснила группа под руководством Аны Луизы Турчетти-Майи. Работа опубликована в Journal of Neuroscience.
Исследователи изучали вертикальную долю мозга осьминога. В обучении она играет ту же роль, что гиппокамп у позвоночных: после короткой сильной стимуляции связи между нейронами в ней усиливаются. Этот процесс называется долговременной потенциацией, это один из базовых клеточных механизмов памяти. Но оказалось, что усиленные связи осьминог поддерживает иначе, чем позвоночные, в том числе люди.
Ключевую роль в процессе формирования долговременной памяти у осьминогов играет оксид азота – газообразный посредник между нервными клетками. При формировании памяти оксид азота задействован дважды. Сначала он облегчает выброс нейромедиатора и тем самым усиливает синапс. Затем активирует фермент NO-синтазу, который и производит оксид азота. Получается самоподдерживающаяся петля положительной обратной связи, своего рода молекулярный выключатель: однажды переведенный в положение "включено", он сам себя в нем и удерживает.
Оказалось, что этот механизм сохраняет долговременную потенциацию без синтеза новых белков, как это происходит у позвоночных. Эволюционный путь осьминогов оказался другим.
"Осьминоги выработали принципиально иное молекулярное решение задачи, общей для всех обучающихся систем: как превратить краткий опыт в долговременное изменение нейронных связей, – объясняет соавтор работы профессор Биньямин Хохнер. – Это замечательный пример того, как эволюция приходит к сходным принципам обучения и памяти через совершенно разные биологические механизмы".
По мнению авторов, животные с независимо возникшей нервной системой помогают понять, что в механизмах памяти универсально, а что является лишь одним из возможных решений.
