С помощью флюоресцентного белка удалось обнаружить нейроны, отвечающие за долговременную память, которая включается тогда, когда нам нужно оценить ситуацию и выбрать правильное поведение.
Считается, что выбор той или иной стратегии поведения зависит от некоей нейронной сети, объединяющей базальные ганглии и некоторые корковые центры. Такой выбор опирается на долговременную память: индивидуум вспоминает, что он делал в прошлом, и сравнивает, насколько новая ситуация похожа на прежний опыт. Однако до сих пор никто не знал, какие нейронные процессы происходят при записи и вспоминании поведенческой программы.
Чтобы узнать это, специалисты из японского Института физико-химических исследований RIKEN использовали генетически модифицированных рыб Danio rerio, у которых нейроны были снабжены флюоресцирующим белком. Этот белок начинал светиться, связываясь с активированными кальциевыми каналами. Активация кальциевых каналов означала активность самого нейрона, то есть по светимости можно было понять, какие нейроны работают, а какие — отдыхают. Самих рыб обучали уходить от опасности по условному сигналу: если в одной из камер аквариума загоралась красная лампочка, рыба должна была уплыть в другой отсек, иначе ей грозил слабый, но болезненный удар током.
Свечение разных групп нейронов в мозге рыбы на этапах обучения: слева — в начале эксперимента, посередине — при работе кратковременной памяти и первичном запоминании связи между красным светом и электрическим током, справа — при работе долговременной памяти спустя сутки после обучающего сеанса
Понятно, что спустя какое-то время рыбы должны были запомнить, что красный свет связан с опасностью, и вспоминать об этом каждый раз, когда им приходилось его видеть. Наблюдая за светящимися нейронами, исследователи выяснили, что после первого дня обучения наиболее активными в мозге были зоны, примерно соответствовавшие коре мозга млекопитающих: именно они первыми реагировали на красный свет. Но потом, через полчаса, всякая активность в них исчезала. Исследователи предположили, что эти зоны и отвечают за долговременную память, связанную с выбором модели поведения.
И точно: если эти участки удаляли, рыбы переставали запоминать надолго вред, относящийся к красному свету, но при этом кратковременная память у них не страдала.
Авторы работы подчёркивают, что в данном случае мы можем говорить только о той долговременной памяти, которая связана с выбором конкретной модели поведения. Роль этого рода памяти в нашей жизни недооценивать не стоит: без неё мы бы и шагу не могли ступить. Считается, что именно такого рода информация, помогающая нам выбирать, как поступить в той или иной ситуации, оказывается заблокирована при некоторых психоневрологических болезнях — к примеру, депрессии и шизофрении.
Однако в данном случае не меньший интерес представляет и сам метод, позволивший увидеть работу поведенческой долговременной памяти. С помощью белка, который светится в активных нейронах, можно понять, чем занимаются самые разные группы нервных клеток и какого рода информацию они обрабатывают.