Тау-белок обычно упоминают в связи с болезнью Альцгеймера. Его патологические изменения считаются одним из характерных признаков заболевания. Однако новое исследование показало, что в здоровом мозге этот белок выполняет важную и неожиданную функцию — помогает создавать воспоминания, способные сохраняться надолго.
Учёные из австралийских университетов исследовали так называемую отдалённую память у мышей — воспоминания, которые можно восстановить через несколько дней или недель после события.
Оказалось, что тау-белок не нужен для самого процесса обучения. Без него животные всё ещё могли усвоить новую информацию и вспомнить её вскоре после получения. Проблемы возникали позже: воспоминания становились менее прочными и хуже сохранялись со временем.
По мнению исследователей, это может помочь объяснить, почему люди с деменцией иногда способны сначала запомнить новую информацию, но вскоре теряют её. Однако авторы подчёркивают, что эксперименты проводились на мышах, поэтому результаты пока нельзя напрямую переносить на человеческую память или болезнь Альцгеймера.
Учёные сосредоточились на особых нейронах, которые называют энграммными клетками. Они образуют физический след воспоминания в мозге. Когда происходит новое событие, для его сохранения выбирается лишь небольшая группа таких клеток.
Исследование показало, что тау-белок участвует именно в этом процессе. Он помогает определить, какие клетки войдут в группу, отвечающую за конкретное воспоминание.
Тау-белок действует как своеобразный организатор. Он подавляет лишнюю фоновую активность мозга во время формирования памяти. Благодаря этому в создании воспоминания участвует более точная группа клеток, а сам след получается ясным и устойчивым.
В процессе обучения тау-белок проходит небольшое химическое изменение, называемое фосфорилированием. Оно помогает согласовать работу энграммных клеток.
Избыточное и неправильное фосфорилирование тау-белка хорошо известно как признак болезни Альцгеймера. Новая работа показывает, что контролируемый и слабый вариант того же процесса является нормальной и необходимой частью работы здорового мозга.
Исследователи также сделали ещё одно неожиданное наблюдение. Даже при отсутствии тау-белка следы воспоминаний не исчезали полностью. Их удавалось восстановить, если напрямую стимулировать нужные энграммные клетки.
Это означает, что тау-белок, вероятно, не хранит воспоминания непосредственно. Он нужен для того, чтобы связать их с естественными сигналами — например, звуками или зрительными образами, которые обычно запускают процесс воспоминания.
Учёные также проверили, как на этот механизм влияют патологические формы тау-белка, связанные с болезнью Альцгеймера.
Если изменённый тау-белок присутствовал в энграммных клетках во время обучения, он мешал формированию новых воспоминаний. Если же патологический белок появлялся уже после создания воспоминания, мозгу становилось сложнее извлечь его.
Эти нарушения сопровождались аномальной активностью мозга. Поэтому проблемы с памятью при деменции могут возникать не только из-за полного исчезновения воспоминаний, но и из-за того, что мозг неправильно их организует или не может получить к ним доступ.
Авторы считают, что тау-белок следует рассматривать не только как участника болезни Альцгеймера. В нормальном состоянии он является важным регулятором того, как мозг формирует, сохраняет и восстанавливает долговременные воспоминания.
Исследователи надеются, что будущие работы подтвердят этот механизм у людей и помогут лучше понять, что именно нарушается при деменции.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
