Начало > Эко новости > Программа помогла ученым найти лучший метод тренировки памяти слизней
Программа помогла ученым найти лучший метод тренировки памяти слизней
Считается, что люди и животные лучше всего запоминают новую информацию или приобретают ранее неизвестные им навыки, если относительно короткие сеансы обучения чередуются со временем для отдыха. Это неоднократно подтверждалось на практике, как в процессе обучения детей, так и в разнообразных психологических и биологических экспериментах.
Группа ученых под руководством Джона Бирна (John Byrne) из университета штата Техас в городе Хьюстон (США) подготовила специальную программу, которая позволяет вычислить оптимальное соотношение отрезков отдыха и обучения для тренировки долговременной памяти морских зайцев - слизней из рода Aplysia.
Эти морские моллюски обладают простой нервной системой из 20 тысяч крупных нервных клеток. Большие размеры нейронов и простота устройства сделали морского зайца идеальным кандидатом для изучения системы химических и электрических взаимосвязей между нервами. Лауреат нобелевской премии по физиологии и медицине Эрик Кандел (Eric Kandel) использовал этих моллюсков для изучения механизма закрепления памяти, за что и был удостоен премии в 2000 году.
Бирн и его коллеги использовали наработки Кандела и последующие исследования в этой сфере для создания компьютерной модели, повторявшей работу центра памяти в нервных узлах моллюска. При помощи этой программы исследователи проверили общепринятую и несколько альтернативных моделей обучения, которые используются психологами и другими учеными.
Во время каждого теста ученые "дрессировали" виртуального слизня в течение пяти минут, давали ему "отдохнуть" в следующие 20 минут и следили за активностью двух главных "закрепителей" памяти, которые активируются сигнальными белками из семейств PKA и ERK.
Как объясняют биологи, белковые сигналы из семейства PKA выходят на пик активности в самом начале процесса закрепления новой памяти, их уровень сходит на нет через 15 минут после начала отдыха. Второй "закрепитель" памяти из семейства ERK включается постепенно, и пик его работы приходится на 45-ю минуту отдыха после сеанса обучения. Нейрофизиологи отмечают, что работу второй системы можно многократно усилить, если включить первую во время пика ее работы.
Руководствуясь этим соображением, ученые следили за общей продолжительностью включения этих систем в тандеме или по отдельности. Иными словами, чем больше времени были активны оба "закрепителя" памяти во время испытания очередной методики обучения, тем выше ее ценили Бирн и его коллеги.
Ученые проверили все существующие модели обучения и добавили к ним 10 тысяч случайно составленных процедур обучения. Среди них "пряталась" наиболее эффективная методика дрессировки морского зайца - в ней первый и второй перерывы длились 10 минут, третья "перемена" - пять минут и последний перерыв - полчаса.
Для проверки улучшенной методики обучения нейрофизиологи провели аналогичные эксперименты на живых морских зайцах. В целом, новая стратегия показала себя с лучшей стороны - слизни лучше запоминали новую информацию и гораздо медленнее забывали ее по сравнению с обычной методикой "дрессировки". В частности, слизни удерживали в своей памяти информацию в течение пяти дней при обучении новой методикой, и только одни сутки - при использовании традиционной системы.
Исследователи полагают, что аналогичные подходы могут быть выработаны для дрессировки других животных и в конечном итоге - для наиболее эффективного обучения детей и взрослых людей в школах и университетах.