Мозкові "клітини підтримки" відіграють активну роль у пам'яті та навчанні
Нові дослідження надають додаткові докази того, що гліальні клітини роблять більше, ніж підтримують та живлять нейрони, про які традиційно говорили, що це клітини, відповідальні за функціонування мозку.
Схоже, що гліальні клітини, які називаються астроцитами, - так звані, оскільки вони мають подібну форму до зірок, - відіграють активну роль у пам’яті та навчанні.
Про це свідчить нове дослідження Каліфорнійського університету (Каліфорнія), Ріверсайд.
Команда виявила, що астроцити - яких значно більше, ніж нейронів - можуть управляти обмеженим простором в гіпокампі мозку, обрізаючи небажані синапси або зв'язки між нейронами.
Гіпокамп - це невелика, але вирішальна частина мозку, важлива для пам’яті та навчання.
У статті, яка зараз опублікована в Журнал неврології, дослідники описують, як вони досліджували механізми, за допомогою яких астроцити регулюють "перебудову ланцюга гіпокампа під час навчання".
Вони виявили, що коли астроцити виробляють занадто багато білка, який називається ефрин-В1, це викликає проблеми з пам'яттю у мишей.
Як пояснює старший автор дослідження Ірина М. Етель, професор біомедичних наук в Медичній школі UC Riverside, “[O] продукування цього білка в астроцитах може призвести до порушення утримання контекстної пам’яті та здатності орієнтуватися в просторі. . "
Нейрони, гліальні клітини та синапси
У головному та спинному мозку є два основних типи клітин: нейрони; і більш рясні гліальні клітини, які складаються з мікроглій, астроцитів та олігодендроцитів.
Спочатку вважалося, що нейрони є активними робочими одиницями мозку, і що роль гліальних клітин полягає в пасивній підтримці та вихованні їх.
Але все більше досліджень показують, що гліальні клітини далеко не пасивні і відіграють активну роль у розвитку мозку та нервової системи.
Наприклад, ми знаємо, що астроцити допомагають регулювати генерацію та функціонування синапсів або проміжки між кінцем нейрона та іншими нейронами, з якими він спілкується.
Зв'язок здійснюється за допомогою хімічних месенджерів або нейромедіаторів для передачі сигналів по синапсах.
Дослідники відзначають, що попередні дослідження пов'язували аномальні взаємодії між астроцитами та нейронами із порушеннями розвитку та дегенеративними захворюваннями мозку.
Деякі з цих досліджень також виявили, що ненормальні взаємодії пов'язані з порушеннями пам'яті та навчання. Однак вони не виявили основних механізмів.
Проводячи власні висновки, професор Етель говорить, що вона та її колеги вважають, що "астроцити, що експресують занадто багато ефрину-В1, можуть атакувати нейрони і видаляти синапси".
Цей тип «втрати синапсу» спостерігався при хворобі Альцгеймера, аміотрофічному бічному склерозі та інших нейродегенеративних захворюваннях.
Астроцити видаляють синапси
Дослідники почали вивчати взаємодію між гліальними клітинами та нейронами, досліджуючи вплив астроцитів на нейрони миші в лабораторії. Вони виявили, що коли вони додавали до нейронів астроцити, які продукують занадто багато ефрину-В1, вони «з’їдали» синапси.
Видалення синапсів у мозку змінює пам’ять та навчальні схеми, тому цей висновок свідчить про те, що взаємодія між гліальними клітинами та нейронами може впливати на пам’ять та навчання.
Для подальшого вивчення цього вчені вивчали вплив на живих мишей. Коли вони підвищили рівень ефрину-В1 у тварин, вони виявили, що тварини не можуть пам’ятати поведінку, яку вони щойно вивчили.
Можливо, "перевиробництво ефріну-В1 може бути новим механізмом, за допомогою якого небажані синапси видаляються в здоровому мозку", - припускає професор Етель.
Ця ідея підтверджується тим фактом, що збільшення виробництва ефрину-В1 астроцитами часто спостерігається при черепно-мозковій травмі.
Але "надмірне видалення" синапсів може спричинити проблеми та призвести до нейродегенерації, продовжує професор Етель.
Забуття необхідне для навчання
В гіпокампі - тій частині мозку, яка в основному займається пам’яттю, - нові синапси утворюються, коли ми дізнаємося про нові речі.
І, говорить професор Етель, через обмежену кількість простору в цьому маленькому регіоні необхідно очистити деякі небажані зв’язки, щоб звільнити місце для нових, коли з’являються нові спогади.
Баланс між створенням нових синапсів та очищенням від небажаних підтримується збільшенням і зменшенням виробництва ефрину-В1 астроцитами.
«Щоб навчитися, - стверджує професор Етель, - нам слід спочатку забути». Вона та її колеги продовжують дослідження глиальних клітин і хочуть з'ясувати, чому лише деякі, а не всі астроцити видаляють синапси.
«Ми точно знаємо, що орієнтація лише на нейрони для дослідження неефективна. Це також гліальні клітини, які потребують нашої уваги ".
Професор Ірина М. Етель
