Här är ett roligt tankeexperiment: om dina minnen lagras i de fysiska kopplingarna mellan neuroner, och dessa kopplingar raderas som en kosmisk dammning, borde dina minnen överleva? Tydligen, ja - åtminstone om du är en mus som har försatts i artificiell dvala. En ny studie i Science tyder på att minnen kan överleva den totala förstörelsen av just de synapser som påstås hålla dem. Thanos skulle vara rasande.

Den konventionella visdomen inom neurovetenskap är att inlärning fysiskt stärker och förstorar kopplingarna mellan neuroner, och att dessa förändringar utgör minnet. Haken: dessa kopplingar är plastiska, vilket betyder att de ständigt förändras. Som Kazumasa Tanaka, neuroforskare vid Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University i Japan, uttrycker det: "Om du jämför arrangemanget av dessa kopplingar dag ett med samma dag fyra eller fem, är det väldigt, väldigt annorlunda." För att se hur ett minne som varar i åratal kan sitta på hårdvara som ändras varje dag, beslutade Tanakas team att göra förändringen lite mer dramatisk. De inducerade ett dvalaliknande tillstånd hos möss, vilket i princip raderade mer än hälften av deras synapser. Mössen behöll dock tydligen sina minnen. För att de gjorde det, såklart.

Dvala är normalt en specialitet för ekorrar, hamstrar och björnar, men den neurala kretsen som utlöser den är bevarad över däggdjur - även hos arter som aldrig går i dvala i naturen, som möss. I juni 2020 utvecklade ett team lett av Takeshi Sakurai, neuroforskare vid University of Tsukuba och en samarbetspartner i Tanakas studie, en teknik för att artificiellt aktivera denna krets genom att stimulera en population som kallas Q-neuroner i hypotalamus. Resultatet är ett tillstånd som kallas QIH, för Q-neuron-inducerad hypotermi och hypometabolism.

"Med vårt protokoll kan vi sänka mössens kroppstemperatur till runt 20 grader Celsius, och deras hjärtfrekvens och andningsfrekvens minskar också avsevärt," förklarar Tanaka. Huruvida detta räknas som riktig dvala beror på din referenspunkt: björnar minskar metaboliskt behov men håller sin kroppstemperatur runt 36 eller 37 grader Celsius, medan vissa ekorrar går in i superdjup dvala där deras kroppstemperatur närmar sig fryspunkten. "Artificiell dvala ligger någonstans i mitten av det spektrumet," säger Tanaka.

Det viktigaste med QIH är att det kan sättas på och stängas av efter behag. I Tanakas experiment tillbringade möss 48 timmar i det dvalaliknande tillståndet och vaknade sedan. För deras synapser fungerade dessa 48 timmar som Thanos knäpp.

För att mäta synapsförödelsen implanterade Tanakas team tetroder - knippen av fina elektroder - i hippocampus hos fritt rörliga möss, vilket gjorde det möjligt för dem att registrera enskilda neuroner som avfyrade. De fann att aktiviteten minskade med cirka 70 procent när dvalan satte in. Hjärnvävnader avbildades också med hjälp av serial block-face scanning electron microscopy före, under och dagar efter dvalan. Det visade sig att dvalan utplånade mer än hälften av synapserna - vilket i princip borde ha raderat de flesta minnena. "Om du accepterar att minnesspår finns i effektiviteten hos enskilda synapser, om du förlorar mer än hälften av de synaptiska kopplingarna, är det naturligtvis vad du skulle förvänta dig är försämring av minnet efteråt," säger Tanaka. Men teamet fann ingen sådan försämring.

Före dvalan hade mössen tränats i två standardminnesuppgifter: kontextuell rädslokonditionering (associera en låda med en mild elektrisk stöt) och en plus-labyrintuppgift (lära sig navigera till en belöning). Båda uppgifterna är beroende av hippocampusminnen, vilket bekräftades genom att skapa en lesion i regionen efter träning, vilket fick minnena att försvinna. Men när möss som genomgick QIH väcktes, presterade de lika bra som icke-dvalande möss. "Vad vi fann i dessa två olika beteendeparadigm är att minnet var helt intakt," hävdar Tanaka.

Överlevnaden av dessa minnen var också