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

EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
EHJ-DH: Инструмент на основе ИИ успешно предсказывает фатальный сердечный ритм
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма
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
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
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
Низкий социальный статус повышает риск проблем со здоровьем из-за алкоголизма
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи

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