ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Создан подход для "перепрограммирования" связей между клетками мозга

Российские нейрофизиологи разработали подход, позволяющий управлять процессом формирования новых связей между нейронами внутри мозга при помощи вспышек света, облучающих астроциты - вспомогательные клетки нервной ткани. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

"Использование разных светочувствительных белков позволяет с помощью света регулировать внутриклеточные процессы в астроцитах и подбирать параметры, улучшающие или ухудшающие передачу импульсов между нейронами. Полученные данные позволят довольно тонко управлять активностью целых нейронных сетей при изучении принципов работы мозга в норме и при патологии", - заявила научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва) Анастасия Бородинова, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Мозг человека содержит не только нервные клетки и кровеносные сосуды, но и большое число различных вспомогательных клеток, которые изолируют нервную систему от остального организма, питают ее и очищают от накопившегося белкового "мусора". Нарушения в работе этих телец, так называемых астроцитов и микроглии, сейчас рассматриваются в качестве возможных причин развития болезни Альцгеймера и многих других нейродегенеративных заболеваний.

Эти же клетки, как отмечают Бородинова и ее коллеги, играют важную роль в поддержании высокого уровня пластичности мозга, способности его клеток образовать новые связи друг с другом, а также менять характер работы уже существующих синапсов. Ученых давно интересует то, можно ли научиться манипулировать работой астроцитов и микроглии таким образом, что это позволит исследователям опосредованно "перепрограммировать" связи между соседними с ними нервными клетками.

Новый способ "перепрограммирования" нейронов

Руководствуясь подобными соображениями, ученые проследили за тем, как меняется поведение астроцитов и их взаимодействия с окружающими нейронами в том случае, если встроить в эти клетки светочувствительные белковые молекулы, похожие по своим свойствам и общему устройству на цепочки аминокислот, присутствующие в фоторецепторах глаз и в фотосинтезирующих органеллах бактерий.

Для подобных опытов ученые использовали два разных типа светочувствительных белков, ChR2 и Opto-альфа-1AR, которые отличаются принципом действия, а также характером взаимодействий с ионами кальция. Как объясняют исследователи, ионы кальция играют ключевую роль в работе всей нервной системы в целом и в процессе "перепрограммирования" связей между нейронами в частности.

Последующие опыты на образцах нервной ткани крыс и мышей показали, что активация белков ChR2 приводила к подавлению передачи нервных импульсов между соседними нейронами. В свою очередь подсветка молекул Opto-альфа-1AR вызывала обратную реакцию - активность связей между нервными клетками повышалась, а внутри них возрастала активность генов, связанных с формированием долговременной памяти.

Данную особенность астроцитов, как отмечают исследователи, можно использовать для управления работой клеток гиппокампа, центра памяти в мозге млекопитающих, а также для "перепрограммирования" связей между присутствующими в нем нейронами. Это позволит ученым раскрыть то, как устроена память, как протекает процесс обучения, подытожили Бородинова и ее коллеги.

По материалам сайта ТАСС