Клетки, отвечающие за сохранность нейронов, помогают развивать память

В головном мозге есть два принципиально разных типа клеток — нейроны и глиальные клетки. Последние, например, изолируют проводку нервных клеток и обеспечивают для них оптимальные условия работы.

Новое исследование, проведенное под руководством Боннского университета, позволило обнаружить еще одну функцию у грызунов. Результаты показали, что определенный тип глиальных клеток играет важную роль в пространственном обучении. В работе принимал участие Немецкий центр нейродегенеративных заболеваний (DZNE). Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Любая местность имеет множество характеристик, которые отличают ее и делают неповторимой в целом. Ветвистое дерево. Журчащий ручей у его подножия. Ароматные полевые цветы на лугу позади. Когда мы посещаем это место в первый раз, то запоминаем сочетание особенностей. Когда мы встречаем это сочетание дерева, ручья и луга с полевыми цветами в другой раз, наш мозг узнает его: мы помним, что уже были здесь раньше.

Все это возможно благодаря таким механизмам, как дендритная интеграция синаптической активности.

Мы смогли показать, что так называемые астроглиальные клетки или астроциты играют важную роль в этой интеграции, — объясняет профессор д-р Кристиан Хеннебергер из Института клеточной неврологии при Университетской клинике Бонна.

Они регулируют чувствительность нейронов к определенной комбинации признаков.

Один миллион клеток в мозге мыши

В своем исследовании ученые внимательно изучили нейроны в гиппокампе грызунов. Гиппокамп — это область мозга, которая играет центральную роль в процессах памяти. Особенно это касается пространственной памяти.

В гиппокампе есть нейроны, которые специализируются именно на этом — клетки места, — говорит Хеннебергер, который также является сотрудником Центра совместных исследований 1089, где проходил исследовательский проект, и Трансдисциплинарной исследовательской области «Жизнь и здоровье» Боннского университета.

В одном только гиппокампе мыши насчитывается около миллиона таких клеток места. Каждая из них реагирует на определенную комбинацию характеристик окружающей среды.

Клетки или нейроны места имеют длинные отростки — дендриты. Они разветвлены, как крона дерева, и усеяны многочисленными контактными точками. Сюда поступает информация, которую наши органы чувств передают нам о том или ином месте. Эти контакты называются синапсами.

Когда сигналы одновременно поступают на многие соседние синапсы, в дендрите возникает сильный импульс напряжения — так называемый дендритный спайк, — объясняет доктор Кирстен Бомбах, которая провела большинство экспериментов в рамках исследования.

Этот процесс мы называем дендритной интеграцией: спайк формируется только тогда, когда одновременно активно достаточное количество синапсов. Такие всплески направляются к телу клетки, где они могут вызвать другой импульс напряжения — потенциал действия.

Клетки места в режиме внимания

Клетки места генерируют потенциалы действия через регулярные промежутки времени. Скорость, с которой они это делают, может варьироваться в широких пределах. Однако, когда мыши ориентируются в новой среде, их клетки места всегда колеблются в особом ритме — они генерируют от пяти до десяти импульсов напряжения в секунду. Этот ритм заставляет нервные клетки выделять определенные вещества-посланники. И вот тут-то на помощь приходят астроциты: у них есть сенсоры, к которым эти вещества-посланники прикрепляются, и в свою очередь выделяют вещество под названием D-серин.

Затем D-серин мигрирует к дендритам клеток места, — объясняет Бомбах. Там он способствует тому, что дендритные шипики могут развиваться легче, а также становятся намного сильнее.

Когда мыши находятся в режиме ориентирования, это облегчает им запоминание и распознавание новых мест. Подобно тому, как водитель такси концентрируется на навигации по центру города и запоминает меняющиеся места. Пассажир рядом с водителем тоже смотрит на дорогу, но его мысли находятся в другом месте, и он замечает меньше (впрочем, в подобных феноменах внимания участвуют и совершенно другие процессы).

Если мы подавим помощь, оказываемую астроцитами у мышей, они будут реже узнавать знакомые места, — говорит Хеннебергер.

Однако это не относится к местам, которые являются особенно значимыми — например, потому что они представляют потенциальную опасность: животные продолжают их избегать. Таким образом, обнаруженный механизм контролирует порог, при котором информация о местоположении сохраняется или распознается. Полученные результаты дают новое представление о том, как работает и контролируется память. В среднесрочной перспективе они также могут помочь ответить на вопрос о том, как развиваются некоторые формы расстройств памяти.

10.01.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека

Чуткие носы собак способны распознать ранние п...

Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома

Новое исследование показывает, что люди с...

Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко...

Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком
Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком

В исследовании, опубликованном в журнале ...

IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни

Портативное роботизированное устройство, котор...

NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний

Новое исследование, проведенное группой ученых...

Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Основываясь на десятилетних наблюдениях з...

Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни

Нервная анорексия поражает как мужчин, та...

Cell: Выяснилось, почему из-за конфет и жвачки без сахара бывают газы
Cell: Выяснилось, почему из-за конфет и жвачки без сахара бывают газы

Исследователи из Калифорнийского универси...

ИВЛ может травмировать менее эластичные легкие недоношенных
ИВЛ может травмировать менее эластичные легкие недоношенных

Многие недоношенные дети нуждаются в меха...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
Journal of Experimental Child Psychology: Не спеши языком, торопись делом
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
Current Biology: У бенгальских кошек в ДНК лишь несколько процентов от леопарда
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Ученые предложили способ узнать, когда именно появляется сознание у младенцев
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Воздействие табака до рождения повышает риск развития диабета 2 типа у взрослых
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
NMI: Создана модель ИИ для разработки новых антибиотиков против супербактерий
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
2-фотонная фотоэмиссионная спектроскопия помогла понять поведение электронов
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса