Тепер вираз «Чим ти думав?» набуває нового сенсу.
Функції навчання і пам’яті, як виявилося, притаманні не тільки клітинам головного мозку: вчені виявили ці ж здібності у нейронів спинного мозку. Про відкриття бельгійських і японських учених повідомляє портал EurekAlert.
Дослідження почалося з уже відомих фактів про те, що рухову активність спинного мозку можна регулювати за допомогою практики навіть без участі головного мозку. Це було доведено експериментами: комах, як з’ясувалося, можна навчити уникати дотиків до лапок навіть після того, як вони позбулися голови. Але як саме це можливо – залишалося загадкою.
Теорію перевірили на мишах. Для цього зібрали спеціальну установку: одна миша – контрольна – була в ній зафіксована міцніше, а в другої – експериментальної – задні лапки довільно звисали. Коли лапки експериментального звірка опускали до певного рівня, обидві миші отримували невеликий електричний заряд. 10 хвилин вистачило, щоб експериментальні миші зрозуміли: якщо не хочеш неприємних відчуттів – тримай лапки вище. У контрольних жодних змін у поведінці не було.
«Цей результат показав, що спинний мозок може асоціювати неприємне відчуття з положенням кінцівки й адаптувати свою рухову активність так, щоб уникати неприємних відчуттів», – пояснюється в повідомленні.
Причому навчання, за отриманими даними, відбувалося без участі нейронів головного мозку.
Щоб перевірити, чи існує ефект пам’яті, цих же мишей через добу знову поміщали в установку, але міняли місцями. Попри те, що експериментальним мишам уже нічого не загрожувало за розслаблені лапки, вони все одно намагалися підняти їх. При цьому, оскільки вони вже були в іншій ролі, минулий досвід заважав отриманню нового.
На наступному етапі вчені зайнялися пошуком нейронних ланцюгів, які роблять можливим навчання і пам’ять у спинному мозку. Вони використовували шість типів трансгенних мишей: у кожної групи був «відключений» різний набір нейронів. Експериментальні звірята не навчалися тільки в тому разі, якщо були неактивні клітини верхньої частини спинного мозку, особливо пов’язані з геном Ptf1a.
Але наступного дня, коли контрольних і експериментальних мишей міняли місцями, ці ж клітини жодної ролі не відігравали. Натомість вирішальне значення мала група нейронів у нижній вентральній частині спинного мозку, що експресують ген En1: коли їх було «відключено», спинний мозок поводився так, наче нічому до цього не навчився. І навпаки, додаткова стимуляція цих нейронів на 80% прискорила реакцію експериментальних мишей, які знову опинилися на «небезпечній» позиції.
«Ці результати не просто кидають виклик загальноприйнятому уявленню про те, що рухове навчання і пам’ять обмежуються виключно ланцюгами головного мозку. Ми показали, що можемо керувати процесами рухової пам’яті спинного мозку. А це має значення для відновлення пацієнтів після травм спини та пошкодження спинного мозку», – пояснив Ая Такеока з Центру наук про мозок RIKEN (Японія).