Долговременная память хранится в специальных местах головного мозга в т. наз. клетках, сохраняющих память о месте, (place cells). Группа нейробиологов из Tübingen's Werner Reichardt Centre for Integrative Neuroscience (CIN) 'перепрограммировала' такие place клетки у свободно перемещающихся мышей, путем посыла электрических импульсов непосредственно в индивидуальные нейроны. После стимуляции эти клетки оказывались 'перепрограммированы' так, что их place-специфическая активность переключалась на то место, где проводилась стимуляция.

Как мы помним, что происходило с нами вчера или год назад? Как мы узнаем место, где мы были, людей. с которыми встречались? Наше ощущение прошлого всегда связано с распознаванием того, что происходит сейчас, является, по-видимому, наиболее важным строительным блоком нашей личности. Более того, не имея памяти о будущей работе, мы не могли бы вспомнить, где наш оффис, узнавать, кто наши друзья и семья, поэтому долговременная память удерживает нас функциональными в нашей повседневной жизни.

Поэтому неудивительно, что наш головной мозг базируется на некоторых очень стабильных представлениях, чтобы сформировать долговременную память. Одним из примеров является память о месте, которое мы видели. Для каждого нового места наш головной мозг использует (matches) субнабор нейронов в гиппокампе (центрально расположенной области головного мозга, критической для формирования памяти): place клетки. Память о данной окружающей обстановке, как полагают, хранится как специфическая комбинация активности place-клеток в гиппокампе: карте памяти (place map). Карты памяти остаются стабильными до тех пор, пока мы находимся в том же самом окружении, но реорганизуют паттерны свой активности в других местах, создавая новые карты памяти (place map) для др. местоположения.

Кстати механизмы, которые лежат в основе такой реорганизации активности place клеток, остаются в основном неизвестны. В 2016, нейробиологи из Tübingen установили, что молчащие, покоящиеся клетки могут быть активированы с помощью электрической стимуляции и могут становиться активированными place клетками в головном мозге крыс. Базируясь на этом исследовании, учёные продолжили исследования способов формирования place клеток и теперь получили доказательства, что place клетки не столь стабильны, как это представлялось: они могут, фактически, даже быть 'перепрограммированы'.

Система, которая является уникальной в мире, использует juxtacellular запись и стимуляцию -- метод, при котором тонкие волосковые электроды измеряют и индуцируют крошечные токи в индивидуальных place клетках -- у живых животных, свободно перемещающихся в лаб. С помощью этой системы исследователи целенаправленно воздействовали на индивидуальные place клетки головного мозга мышей и стимулировали их в иных местах, чем в которых они исходно были активны. В значительном количестве случаев они установили, что активность place клеток может быть 'перепрограммирована': клетки прекращают быть активными (firing) в оригинальном месте и становятся активными в области, где была осуществлена их электрическая стимуляция. Иными словами, репрограммированные place клетки должны с этого момента становиться активными всякий раз, когда мышь, блуждая, оказывается в том месте, где её стимулировали, но оставаться молчащими на старом месте.

"Мы столкнулись с идеей, что place клетки являются стабильными единицами. Даже в одном и том же окружении, мы можем репрограммировать индивидуальные нейроны путем стимуляции их в специфических местах," говорит Andrea Burgalossi. "Эта находка предоставляет информацию о базовых механизмах, которые ведут к формированию новой памяти." В ближайшее время учёные надеются репрограммировать многие нейроны одновременно, чтобы протестировать пластичность place карт как целое. "Пока мы репрограммируем единичные нейроны и было бы очаровательно найти, что влияет на удержание place карт как целого. Было бы очень интересно узнать какое минимальное количество клеток необходимо, чтобы репрограммировать в ордере, чтобы модифицировать действительные следы памяти в головном мозге."