Японские нейробиологи рассмотрели процесс формирования долговременной памяти в прозрачном мозге рыбки данио-рерио. Исследование опубликовано в журнале Neuron группы Cell, краткое содержание статьи пересказывает New Scientist.
Рассмотреть электрическую активность мозга у живых рыб удалось благодаря особым флюоресцентым белкам. Они «загораются» при связывании ионов кальция, которые поступают в клетки при активации нейрона. Гены этих белков были предварительно внесены в ДНК данио-рерио.
В ходе эксперимента с помощью небольшого электрического разряда рыб обучали избегать той части аквариума, где загорается синий диод. Реакцию на диод тех, кто хорошо усваивал урок, проверяли под микроскопом.
Спустя 30 минут после начала опыта ученые фиксировали активизацию нейронов в зрительной области мозга. Через 24 часа активность нейронов начинала проявляться также в другой зоне, находящейся в переднем мозге (у человека ему соответствуют большие полушария). В ответ на включение синего диода в мозге рыбы сначала «загорались» нейроны в зрительной зоне (optic tectum), а спустя половину секунды - нейроны переднего мозга.
Когда исследователи хирургическим путем удалили ту область переднего мозга, где активировались нейроны памяти, рыбы теряли способность к долговременному обучению: они могли избегать синего диода непосредственно после разрядов, но спустя 24 часа забывали свой навык.
Исследователи также обнаружили, что во время переобучения долговременная память не формируется заново, а модифицируется. Когда уже обученных рыб стали тренировать не избегать, а, наоборот, стремиться к синему диоду, паттерн активации нейронов в переднем мозге менялся. При этом он оставался на том же месте и в него были вовлечены многие старые нейроны.
В ходе последнего эксперимента ученые обнаружили также неожиданный (и потенциально важный) факт - спустя 24 часа после преобучения рыбы забывали результаты последних тренировок и по-прежнему избегали синий диод. Причины такого поведения биологам пока не ясны.
Аквариумные рыбки данио-рерио являются одними из главных объектов нейробиологов благодаря своей прозрачности и небольшому мозгу. Так, недавно ученым удалось рассмотреть активацию нейронов в мозге этих животных, пока мальки были заняты охотой.