Когда мозг формирует воспоминания, ему важно зафиксировать не только то, что произошло, но и где и когда. За это во многом отвечает гиппокамп — одна из ключевых областей мозга, связанных с памятью. Особую роль в нем играют так называемые «клетки времени»: нейроны, которые активируются в разные моменты опыта и помогают кодировать последовательность событий. Новое исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, показывает, что астроциты в гиппокампе мышей тоже могут участвовать в формировании памяти — по крайней мере, памяти о пугающих событиях. Ученые из Бостонского университета и их коллеги обнаружили, что активность астроцитов организуется в последовательности, напоминающие активность «клеток времени».
Астроцит с генетическим кальциевым сенсором (зелёный) среди нейронов (красный). Credit: Rebecca Suthard.
Как проходили эксперименты
Взрослых мышей обучали связывать определенную среду с легкими ударами тока по лапам. После этого удары переставали подавать, а животных помещали либо в знакомую «опасную» среду, либо в новую. На протяжении всего эксперимента исследователи отслеживали активность астроцитов в дорсальном гиппокампе с помощью миниатюрных микроскопов и генетически кодируемого кальциевого сенсора. Такой метод позволяет регистрировать флуоресцентные сигналы клеток и судить об их активности.
Записи собирали на четырех этапах: привыкание, кодирование, припоминание и пребывание в новом контексте. Во время кодирования мыши учились связывать обстановку с неприятным стимулом. Во время припоминания они возвращались в среду, которую уже воспринимали как опасную.
Сначала ученые предположили, что астроциты могут кодировать пространственное расположение — например, где именно произошло «событие страха». Однако данные этого не подтвердили. Тогда исследователи применили другие методы анализа и заметили нечто неожиданное: активность астроцитов складывалась в последовательности, очень похожие на те, что ранее описывали для гиппокампальных «клеток времени».
Что удалось выяснить
Оказалось, что на популяционном уровне активность астроцитов организована надежно: одни и те же клетки чаще, чем можно было бы ожидать для случайного распределения, занимали сходные позиции в последовательности в разных случаях. Кроме того, эта активность была контекст-специфичной: она проявлялась в обусловленной, пугающей среде, но не в новой обстановке. Также она была связана с поведением замирания, которое возникает у животных при страхе.
«Активность астроцитов надежно организована на популяционном уровне и поразительно напоминает ранее описанную литературу работу канонических «клеткок времени гиппокампа», — пояснили Райан Сенне и Ребекка Сатхард, соавторы работы. — Это наблюдение вместе с тем, что активность ограничена условным рефлексом, вызванным пугающим контекстом и связана с замиранием животных, дает основание полагать, что эти клетки могут быть активно вовлечены в ассоциативную память. Однако их точная роль все еще требует тщательного выяснения».
Возможные объяснения
У наблюдаемых паттернов может быть несколько объяснений. Одно из самых интригующих: астроциты гиппокампа и «клетки времени» выполняют сходные функции, кодируя время формировани] опыта. Другая гипотеза: астроциты могут кодировать контекстную и временную информацию вместе с нейронами, помогая запомнить, где и когда произошло событие. Наконец, они могут поддерживать формирование памяти, создавая условия для согласованной работы нейронов и изменения их связей под влиянием опыта.
«Возможности действительно не ограничены имеющимися данными, поэтому размытость выводов довольно широка, — отмечают авторы. — Как и многие исследования, наша работа ставит больше вопросов, чем дает ответов».
Ограничения и дальнейшие планы
В экспериментах использовалась однофотонная регистрация, которая позволяла видеть только тела астроцитов, но не их отростки. Кроме того, оборудование давало изображение только в одном цвете, поэтому одновременно отслеживать активность нейронов не получалось.
Теперь исследователи планируют применить двухфотонную визуализацию. Она позволит увидеть всю сложность отростков (лифлетов) астроцитов и одновременно записывать активность их нейронных «партнеров». В сочетании с целевыми манипуляциями это поможет выяснить, как активность астроцитов связана с работой нейронных ансамблей и поведением, а также установить причинно-следственные связи.
Пока же работа в очередной раз показывает: память — это результат взаимодействия не только нейронов, но и других клеток мозга, включая астроциты. И их роль в запоминании времени и контекста может оказаться важнее, чем считалось ранее.
Текст: Алексей Паевский
Ryan A. Senne et al, Hippocampal astrocytic sequences emerge during learning and memory recall, Nature Neuroscience (2026). DOI: 10.1038/s41593-026-02448-0.
