Працюючий нейрон не обов’язково запам’ятовує всю інформацію, яка проходить через нього. Щоб це відбулося, повинні співпасти між собою активності різних частин нервової клітини – її тіла і дендритних відростків.
Нам зі школи відомо, що нейрон складається з тіла клітини і відростків, званих дендритами і аксонами. Дендритів у нейрона може бути багато і вони сильно гілкуються, з їх допомогою нейрон збирає імпульси від інших клітин. Аксон же один, і по ньому сигнал йде від нейрона до сусідів. Здається очевидним, що електрохімічна активність тіла клітини і її відростків повинна бути однакова, що імпульс повинен поширюватися по мембрані по всіх частинах нейрона.
Однак, як з’ясували дослідники з Північно-Західного університету (США), активність дендритів може не збігатися з активністю тіла клітини, до якого вони прикріплені. Більш того, збіг чи розбіжність їхніх активностей грає важливу роль в запам’ятовуванні і обробці інформації. Марк Шеффілд (Mark EJ Sheffield) і Деніел Дамбек (Daniel A. Dombeck) експериментували з так званими нейронами місця в гіпокампі, які зберігають в собі карти навколишнього простору (нагадаємо, що за нейрони місця цього року дали Нобелівську премію з медицини та фізіології). Піддослідного гризуна пускали в лабіринт, який він мало-помалу вивчав, одночасно дослідники стежили за активністю його навігаційних нейронів.
Виявилося, що дендрити не завжди «проявляють активність» одночасно з тілом клітини. Активність дендритів сполучена з запомінательнимі завданнями, тоді як тіло клітини само по собі працює тоді, коли потрібно відреагувати на якусь сприйняту інформацію. Іншими словами, сприйняття і обробка не тотожні запам’ятовуванню-згадуванню – нейрон просто реагує на те, що побачив очей, але це не обов’язково відкладеться в пам’яті. Але, якщо активність дендритів і тіла клітини синхронізується, то включиться функція пам’яті, і від того, наскільки добре збіглася активність в різних частинах нейрона, залежить якість спогади – наприклад, наскільки добре гризун згадає той чи інший шматок лабіринту. Результати експериментів автори роботи опублікували в Nature.
Раніше вважалося, що в нервових клітинах обробка інформації невіддільна від її запам’ятовування, і навпаки. Тобто, якщо нейрон пропускав через себе якийсь імпульс, то інформація неминуче відкладалася в пам’яті, і потім згадування викликало точно таку ж активність, що і при сприйнятті подразнення. Однак, як бачимо, в нейроні є своєрідне «розподіл праці»: якусь поточну роботу він може виконувати, чи не запам’ятовуючи, якщо ж потрібна операція з пам’яттю, то активність тіла клітини повинна збігтися з активністю дендритів.
Це можна порівняти з тим, як людина виконує якусь рутинну роботу, бездумно працюючи руками, однак, якщо потрібно якась нестандартна маніпуляція, або якщо щось потрібно запам’ятати на майбутнє, то тоді «включається» мозок і починає уважно стежити за нашими діями . Тільки у нейронів роль мозку (хоча таке порівняння можна зробити лише з дуже великою натяжкою) грають дендрити і синхронізація активності між ними і тілом клітини. В перспективі отримані результати повинні допомогти нам глибше зрозуміти природу пам’яті, а заодно то, як її можна захистити при психоневрологічних захворюваннях.