Что помогает мозгу хранить воспоминания, выяснили ученые
Ученые установили, что астроциты выполняют более сложную функцию, чем считалось ранее: они не просто поддерживают нейрональную активность, но и критически важны для удержания долгосрочных воспоминаний. Опыты на мышах подтвердили, что при дисфункции этих клеток способность к запоминанию в краткосрочном периоде не страдает, однако отсроченное воспроизведение информации через некоторое время резко ухудшается.
Исследовательская группа под руководством Ухена Ко из южнокорейского Института фундаментальных наук сосредоточилась на белке Ank2, присутствующем как в нейронах, так и в астроцитах. С помощью генной инженерии авторы отключили синтез этого белка только в астроцитах мышей, чтобы оценить его вклад в память.
Результаты оказались показательными: через сутки после тренировки мыши без Ank2 в астроцитах ничем не уступали обычным особям в тестах на узнавание. Но двухнедельный рубеж выявил серьезные различия — у подопытных животных воспоминания угасали, тогда как контрольная группа сохраняла информацию.
Микроскопия показала, что потеря Ank2 вызывала уменьшение астроцитов в объеме, а их отростки становились короче и слабее ветвились. Это снижало частоту физических контактов с энграмными нейронами, хранящими следы событий. Хотя начальное укрепление синаптических связей происходило нормально, эти связи не удавалось удерживать длительное время.
Как пишет издание Nature Communications, также выяснилось, что Ank2 критичен для восприятия астроцитами молекулы BDNF, которая высвобождается в мозге после обучения. В отсутствие белка падала внутриклеточная кальциевая активность, клетки не формировали новые выросты и не могли поддерживать нейронные контакты. Введение дополнительного BDNF ситуацию не спасало.
В ходе еще одной серии опытов ученые применяли световую стимуляцию астроцитов синим лучом. Такое воздействие вызывало разрастание клеток и, как следствие, заметно более длительное сохранение памяти у животных. Авторы работы предполагают, что их открытие может пролить свет на процессы старения мозга и развитие заболеваний, сопровождающихся когнитивными нарушениями.
Также стало известно, что исследователи из Китайской академии наук идентифицировали молекулу, способную решить проблемы со сном.