Мозг повел себя как мышца, чтобы улучшить обучение и память

❋ 6.2

Сигналы поступают в мозг благодаря таким же субклеточным структурам, как те, что отвечают за сокращение мышц. Неожиданную параллель обнаружили ученые из США.

Медицина

# головной мозг

# мозг

# неврология

# обучение

# память

Сигналы поступают в головной мозг благодаря структурам, сходным с заставляющими мышцы сокращаться / © Lorena Benedetti et al., Cell

Многие современные исследования посвящены изучению когнитивных процессов на молекулярном уровне. Согласно одной из недавних работ, воспоминание не может сформироваться без воспаления. В другом исследовании говорится, что важную роль в усвоении новой информации играет сон.

Специалисты из нескольких университетов США выяснили, как улучшает память и обучение сеть субклеточных структур в эндоплазматической сети клеток головного мозга. Результаты исследования появились в научном журнале Cell.

Внимание авторов публикации привлек повторяющийся узор, который прослеживался у млекопитающих по всей длине дендритов клеток мозга — отростков, принимающих входящие сигналы. Этот узор напоминал лестницу.

Ученые заметили, что аналогичные структуры можно обнаружить только в мышечной ткани. Благодаря им клетки «общаются» с помощью кальциевого сигнала, и запускается сокращение мышц.

Авторы работы предположили, что контактные участки, расположенные вдоль дендритов, схожим образом передают кальциевые «сообщения» в мозг. Гипотеза подтвердилась: оказалось, что сигнал заставляет кальций поступать в дендрит через белки ионных каналов, расположенных в местах контакта, и вызывает высвобождение дополнительного кальция из эндоплазматической сети. Благодаря этому притоку кальция активируется белок, играющий важную роль в запоминании и обучении. Он изменяет свойства плазматической мембраны (внешней оболочки клетки) и усиливает сигнал, который по ней передается.

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - fx1_lrg.jpg
Обнаруженные субклеточные структуры помогали сигналу, полученному дендритом, поступать в головной мозг / © Lorena Benedetti et al., Cell — Обнаруженные субклеточные структуры помогали сигналу, полученному дендритом, поступать в головной мозг / © Lorena Benedetti et al., Cell

По словам ученых, им удалось раскрыть ранее неизвестный механизм, позволяющий внутриклеточным сигналам преодолевать большие расстояния и обрабатываться в мозге. Более понятным стало и явление синаптической пластичности — усиления или ослабления нейронных связей, которые позволяют млекопитающим запоминать информацию и учиться. Исследовать этот процесс на молекулярном уровне важно, чтобы знать, как работает мозг в норме и при нейродегенеративных заболеваниях, например при болезни Альцгеймера.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Журналист, преподаватель НИУ ВШЭ, главный редактор медиа о русском языке «Изборник». Специализируется на популяризации лингвистики, психологии, нейробиологии и медицины.