70% активности мозга исчезло, половина синапсов пропала, а память осталась: неожиданный эксперимент учёных

Японские нейробиологи из Окинавского института науки и технологий поставили эксперимент, который ломает привычные представления о том, как мозг хранит воспоминания. Ученые погрузили мышей в искусственную спячку, при которой активность мозга падает примерно на 70%, а в гиппокампе — зоне, отвечающей за память, — исчезает более половины синапсов. Логика подсказывала, что после такого «отключения» животные должны забыть всё, чему их научили. Но результат оказался обратным: мыши не только помнили выученный маршрут к сахарным гранулам, но в ряде тестов показали даже лучшие результаты, чем до эксперимента.

Сначала исследователи обучили грызунов находить лакомство в лабиринте, а затем ввели их в состояние анабиоза, резко замедляющего метаболизм и нервную деятельность. Наблюдая за мозгом на всех этапах, ученые зафиксировали колоссальные потери: в гиппокампе исчезло более половины связей между нейронами. Примечательно, что размер дендритных шипиков не играл роли в том, каким синапсам суждено выжить, — разрушение выглядело хаотичным и массовым.

Ключ к разгадке дал контрольный эксперимент. Когда у других мышей под наркозом химически заблокировали укрепление синапсов, их память действительно ухудшилась. Это противоречие заставило команду отказаться от поиска «самых сильных» отдельных соединений и сосредоточиться на структуре сети в целом. Используя корреляционную световую и электронную микроскопию (CLEM), ученые сопоставили активные участки нервной ткани с их ультраструктурой и обнаружили небольшие кластеры синапсов, объединяющие нейроны в единый энграммный след конкретного воспоминания.

Именно эти группы связей пережили искусственную спячку, в то время как одиночные синапсы массово погибали. Выходит, долговременная память зависит не от количества или мощности отдельных контактов между клетками, а от устойчивой архитектуры их объединения. Даже потеряв половину соединений, мозг сохраняет воспоминание, если уцелела сама структура сети. Это открытие смещает фокус исследований с поиска «молекулы памяти» на изучение пространственной организации нейронных ансамблей — и, возможно, объясняет, почему человеческий мозг так живуче сохраняет важные события даже на фоне возрастных изменений и болезней.