Ученые из Университета Флиндерса, работавшие в коллаборации со специалистами из Университета Нового Южного Уэльса и Университета Маккуори, представили сенсационные результаты, опубликованные в авторитетном журнале Nature Communications. Вопреки устоявшемуся мнению, ассоциирующему белок тау исключительно с патогенезом болезни Альцгеймера, новое исследование демонстрирует его фундаментальную роль в формировании долговременных воспоминаний. Это открытие, по мнению экспертов, способно кардинально изменить подходы к пониманию механизмов здоровой памяти и разработке терапевтических стратегий против деменции.
В ходе экспериментов на мышах учёные сосредоточились на так называемой «удалённой памяти» — способности воспроизводить события спустя несколько дней или недель после их переживания. Выяснилось, что тау абсолютно не требуется для мгновенного усвоения новой информации или её фиксации в краткосрочной перспективе. Однако критическое значение этот белок приобретает на этапе консолидации, обеспечивая доминирование и устойчивость сформированных нейронных связей среди множества конкурирующих сигналов. Важно подчеркнуть, что, хотя исследование проводилось на животных моделях, его результаты не могут быть напрямую экстраполированы на человеческий мозг или механизмы развития болезни Альцгеймера, но они предоставляют бесценные ориентиры для будущих изысканий.
Роль Тау в долговременной памяти
Старший автор работы, доцент Арне Иттнер, нейробиолог из Колледжа медицины и общественного здравоохранения Флиндерса, поясняет, что полученные данные проливают свет на давно мучивший учёных парадокс: почему пациенты с деменцией способны усвоить новую информацию, но с огромным трудом удерживают её. «Почему одни воспоминания закрепляются, а другие исчезают, долгое время оставалось загадкой, — комментирует доцент Иттнер. — Наше исследование показывает, что тау играет ключевую роль в том, как мозг формирует долговременные воспоминания. Без него следы памяти всё ещё могут возникать, но они становятся слабыми и нестабильными».
Особое внимание команда уделила специализированным клеткам мозга, известным как «инграммные клетки», которые создают физическую запись пережитого опыта. Согласно исследованию, на критическом этапе консолидации памяти тау активируется, помогая точно определить, какие именно клеточные инграммы будут задействованы для сохранения конкретного события. Один из ведущих авторов, Рене Косонен, научный сотрудник исследовательского центра неврологии и деменции Флиндерса, отмечает, что тау выступает в роли своеобразного организатора, помогающего мозгу создавать точные и долговечные воспоминания: «Наши результаты показывают, что тау определяет, какие клетки будут выбраны для хранения воспоминаний, влияя на то, как опыт формирует устойчивый след памяти».
Как Тау «кухня» памяти
Помимо селекции инграммных клеток, учёные обнаружили ещё одну важнейшую функцию тау — подавление ненужного «шума» в мозговой активности во время фиксации воспоминаний. Ограничивая фоновую активность нейронов, тау позволяет лишь определённой группе клеток стать частью памяти, что приводит к формированию более чётких и стабильных следов. Команда также идентифицировала критический молекулярный процесс, лежащий в основе этого механизма: по мере обучения тау претерпевает сложные химические модификации, включая фосфорилирование, которые координируют активность инграммных клеток. Примечательно, что хотя аномальное фосфорилирование тау является хорошо известным маркером болезни Альцгеймера, данное исследование подчёркивает, что контролируемое фосфорилирование на низком уровне — это нормальный и необходимый процесс для здоровой работы мозга.
Исследователи совершили ещё одно неожиданное открытие: даже в отсутствие тау следы памяти всё равно существовали и могли быть восстановлены путём прямой стимуляции инграммных клеток. Это указывает на то, что тау не является обязательным для самого хранения воспоминаний. Вместо этого, как выяснилось, он необходим для связывания естественных сигналов (например, зрительных образов и звуков) с активацией этих клеток памяти. Полученные результаты также дают новое понимание того, как патологические формы тау, ассоциированные с болезнью Альцгеймера, могут нарушать память: когда во время обучения в инграммных клетках появлялись связанные с заболеванием аномальные формы тау, они блокировали создание новых воспоминаний, тогда как появление этих аномалий после уже сформированных следов памяти не оказывало столь разрушительного эффекта.
ались, они мешали мозгу восстановить их.
Эти эффекты были связаны с аномальными моделями мозговой активности, что позволяет предположить, что проблемы с памятью при деменции могут быть результатом не только потери воспоминаний, но также и объемов воспоминаний в организации и доступа к ним.
«Знание того, как тау поддержка и управление памятью, может помочь нам лучше понять, что происходит при потере памяти», — сказал он. — говорит доцент Иттнер.
«Будущие исследования, мы надеемся, смогут использовать надежные концепции, разработанные в нашем подходе, на легкой памяти и продемонстрировать их влияние на деменцию».
Исследователи приходят к выводу, что следует рассматривать не только как белки, действующие в организме Альцгеймера, но и как фундаментальный регулятор, то есть мозговой мозг, хранящий и извлекающий долговременные воспоминания. Этот новый рост может побить понимание учеными здоровой памяти, а также биологических изменений, которые препятствуют Бо Альцгеймера.