Ученые из Оттавского университета выявили молекулярные механизмы формирования моторной памяти человека. Результаты работы опубликованы в журнале Neuron.
В ходе исследования специалисты обучили мышей с зафиксированной головой выполнять определенную двигательную задачу: доставать и брать таблетку из автоматического держателя. Первоначально подопытные были робкими и неуклюжими. Но после детального анализа с помощью искусственного интеллекта DeepLabCut удалось обнаружить, что со временем у испытуемых начали формироваться навыки одних и тех же движений — «дотянуться и схватить», которые впоследствии выполнялись все легче.
Следующим этапом специалисты с помощью двухфотонной визуализации нейронов изучили действия мышей, что позволило проследить появление синаптических путей в мозге. Оказалось, что моторная память избирательно активирует экспрессию NPAS4 в первичной моторной коре мозга. Именно это запускает процесс обучения нейронов. Для закрепления формирования самых сильных моторных реакций на конкретных движениях мозгу необходимо постоянно проводить экспрессию, чтобы эти запоминания закрепились и улучшились во время последующих выполнений действий.
Несмотря на то что исследование проводилось на мышах, а не на людях, эти результаты имеют существенное значение для специалистов, поскольку механизмы формирования памяти у этих млекопитающих очень похожи.
Выводы работы могут найти свое применение в разработке новых методов лечения и лекарственных препаратов для людей, которым необходимо восстановить двигательную функцию, например, для пациентов с болезнью Паркинсона, инсультом или черепно-мозговой травмой.