Как пчелы перезаписывают воспоминания (спойлер - как люди)

Татьяна Зачепило, к.б.н., нейробиолог, ведущий научный сотрудник лаборатории генетики высшей нервной деятельности Института физиологии им. И. П. Павлова Российской академии наук стала одним из героев масштабной инсталляции «Поляризация: Эллина Геннадьевна и Алигьеро Боэтти», демонстрируемой в московском доме культуры ГЭС-2.

В основу проекта положено понятие реконсолидации памяти – процесс перезаписывания памяти, который запускается при повторном обращении к ранее сформированному следу памяти. В ходе реконсолидации информация, хранящаяся в памяти, может изменяться. Вот и в инсталляции «Поляризация» современной российской художницы Эллины Геннадьевны происходит трансформация произведений итальянского художника ХХ века Алигьеро Боэтти, реализуемая через искусственные нейросети.

Частью инсталляции стал фильм «Синтез», в котором Татьяна рассказывает о том, как устроены память, зрение и навигация у насекомых, в частности – у пчел, Никита Букреев – о действии запахов на работу нервной системы, Никита Прудников и Елена Никоноле – о сходстве и различии в работе естественных и искусственных нейросетей.

Мы спросили Татьяну – что нового, интересного мы узнали об работе памяти в самое последнее время, после того, как фильм был снят.

«Например то, что память у пчел больше похожа на нашу, чем ученые представляли еще недавно. Изменилось наше представление о роли транскрипционных факторов в процессах запоминания.

Медоносные пчелы – один из самых интеллектуальных видов насекомых. Они умеют считать, ориентироваться по солнцу, местности и магнитному полю Земли, имеют свой язык и способны рассказать другим пчелам о том, как добраться до источника пищи.

Любая интеллектуальная деятельность невозможна без такой важнейшей функции нервной системы как память. Работа памяти у человека и животных включает в себя несколько этапов: запоминание новой информации, ее хранение, извлечение воспоминания, и перезапись воспоминания для дальнейшего хранения и использования.

Физической основой памяти считаются места контактов отростков нервных клеток – синапсы. При запоминании новой информации отростки нейронов образуют новые синапсы, а для их построения необходимы новые белки.

Инструкции по работе с белками хранятся в генах в ДНК клетки. Для того, чтобы извлечь ту или иную инструкцию, клетка использует другие белки, называемые транскрипционными факторами.

Транскрипционные факторы связываются с ДНК, направляя работу белка-фермента РНК-полимеразы. РНК-полимераза переводит информацию в доступную для понимания клеткой – в виде информационной РНК (иРНК). иРНК – это своеобразная копия того или иного участка ДНК – гена. Далее внутриклеточная фабрика белка – рибосома – переводит информацию из иРНК в белок.

Наконец, новые белки транспортируются в места контактов отростков нейронов, образуя между ними новые синапсы.

Вот и новые связи, новая память!

Белки, работающие в нервной системе, достаточно похожи у людей, зверей, рыб, птиц, и даже насекомых, моллюсков, червей и т.д. Транскрипционные факторы похожи и по своему строению, и по выполняемым функциям. Среди транскрипционных факторов, необходимых для формирования памяти, важнейшие – CREB, FOS и JUN. Известно, что CREB участвует в запоминании и у позвоночных животных, и у моллюсков, и у насекомых. Для такого хорошо изученного насекомого как плодовая мушка дрозофила также известно, что CREB и FOS участвуют в формировании памяти.

Недавними исследованиями нашей лаборатории (лаборатория генетики высшей нервной деятельности Института физиологии им. И. П. Павлова РАН) удалось показать, что и у медоносной пчелы – важнейшего насекомого-опылителя, факторы FOS и JUN так же – участвуют в формировании памяти.

Это говорит, в частности, о том, что в принципах работы памяти пчелы и памяти человека, гораздо больше общего, чем казалось до недавнего времени даже специалистам».

На видеозаписи – пчелы Института физиологии им. И. П. Павлова РАН в весеннем настроении (Пчела за данью полевой летит из кельи восковой).

«Поляризация» работает до 28 апреля. Подробности – на странице проекта https://ges-2.org/projects/polarisation-ellina-gennadievna-and-alighiero-boetti

Источник: ges-2.org

Комментарии: