В своем последнем исследовании команда ученых попыталась ответить на вопрос, является ли амнезия в результате лишения сна прямым результатом потери информации или просто вызвана трудностями при извлечении информации. «Недостаток сна подрывает процессы памяти, но каждый студент знает, что ответ, который ускользнул во время экзамена, может всплыть через несколько часов после него. В этом случае информация фактически хранилась в мозгу, но ее было трудно извлечь», — говорит Хавекес.
Хавевес и его коллеги использовали оптогенетический подход. С помощью генетических методов они заставили светочувствительный белок (каналродопсин) избирательно вырабатываться в нейронах, которые активируются во время обучения. Это позволяло вспомнить определенный опыт, освещая эти клетки. Этот подход был применен к нейронам в гиппокампе — области мозга, где хранится пространственная информация и фактические знания.
Генетически модифицированным мышам дали задачу пространственного обучения, в которой они должны были узнать местоположение отдельных объектов — процесс, который в значительной степени зависит от нейронов в гиппокампе. Через несколько дней мышам пришлось выполнить ту же задачу, но на этот раз с одним объектом, перемещенным в новое место. Мыши, лишенные сна за несколько часов до первого сеанса, не смогли обнаружить это пространственное изменение, что говорит о том, что они были не способны вспомнить исходное местоположение объекта. Однако, когда их снова познакомили с задачей после повторной активации нейронов гиппокампа, которые изначально хранили эту информацию с помощью света, они успешно запомнили исходные местоположения. Это показывает, что информация сохранялась в гиппокампе во время лишения сна, но не могла быть извлечена без стимуляции.
Молекулярный путь, запущенный во время реактивации, также является мишенью для препарата рофлумиласт, который используется пациентами с астмой или ХОБЛ. Когда ученые давали мышам, которые были обучены во время лишения сна, рофлумиласт непосредственно перед вторым тестом, они помнили столько же, сколько при прямой стимуляции нейронов.
Рофлумиласт клинически одобрен для использования у людей и, как известно, проникает в мозг. Открытие того, что в мозгу содержится больше информации, чем ожидалось ранее, и что эти «скрытые» воспоминания можно снова сделать доступными (по крайней мере, у мышей) открывает множество возможностей. Не исключено, что с помощью рофлумиласта можно стимулировать доступность памяти у людей с возрастными проблемами памяти или болезнью Альцгеймера на ранней стадии. Определенные воспоминания могут быть повторно активированы и снова стать постоянно доступными, полагают ученые.
В настоящее время исследования на людях не проводятся. Команда ученых сконцентрирована на разгадке молекулярных механизмов, лежащих в основе всех этих процессов. В перспективе Хавекес хотел бы ответить на вопросы, что делает воспоминания доступными или недоступными и как рофлумиласт восстанавливает доступ к этим «скрытым» воспоминаниям.
