Исследование на мышах показывает, что иммунные клетки поглощают связи между нейронами, связанными с памятью.
[penci_related_posts title=»Вам также может быть интересно» number=»4″ style=»list» align=»none» displayby=»cat» orderby=»random»]
Наши воспоминания несовершенны. Возможно, вы помните, с кем вы разговаривали за ужином в прошлые выходные, но вероятно забыли подробности разговора. Вспоминание слишком многого может иметь свои недостатки — в таких условиях, как посттравматическое стрессовое расстройство, тревожное событие может оставаться запечатленным в сознании человека, вызывая продолжающиеся страдания. С другой стороны, чрезмерная потеря памяти также является проблемой. Например, болезнь Альцгеймера характеризуется неспособностью вспомнить. Используя мышей, ученые теперь продемонстрировали, что постоянные иммунные клетки мозга, микроглия, играют решающую роль, помогая мозгу забывать.
Клетки головного мозга, называемые микроглией, разрушают токсичные вещества и остатки мертвых клеток, подавляют воспаление и синтезируют вещества, необходимые нейронам. Эта точка зрения изменилась за последние годы, поскольку ученые накопили доказательства того, что эти клетки выполняют широкие обязанности: в процессе разработки они, похоже, помогают лепить мозг, обрезая лишние синапсы — связи между нейронами. И, по-видимому, микроглия является основным участником ряда нейродевративных и нейродегенеративных заболеваний, включая аутизм и болезнь Альцгеймера. Ян Гу, невролог из Медицинской школы при университете Чжэцзян в Китае, говорит, что он и его коллеги были заинтригованы потенциальной связью между работой по сокращению микроглии во время ранней разработки и предварительными исследованиями, показывающими, что синапсы важны для хранения и кодирования воспоминаний. «Мы задавались вопросом, может ли микроглия устранить синапсы в мозге взрослого человека», — говорит он. «А какова связь между потерей синапсов микроглией и забвением?»
Чтобы решить этот вопрос, группа Гу объединилась с другими исследователями в университете Чжэцзян в исследовании, в том числе с нейробиологом Ланг Вангом. Они истощали микроглию из мозга мышей с помощью лекарств, вводимых через пищу или вводимых непосредственно в мозг. Чтобы оценить удержание памяти, они использовали контекстную настройку страха, технику, которая включает помещение грызунов в клетку и нанесение им мягкого удара током. (Когда животные возвращаются в клетку, даже в отсутствие шока, память об этом опыте обездвиживает их.) Исследователи обнаружили, что, хотя этот эффект замораживания уменьшался через несколько недель у здоровых животных, он оставался в значительной степени неповрежденным в их микроглии. истощенные аналоги.
Затем команда провела серию экспериментов, чтобы точно определить, как именно микроглия способствует забвению. Они разместились в гиппокампе, области мозга, участвующей в памяти и обучении, и пометили нейроны, которые были активны во время контекстной задачи по формированию страха, когда животные создавали воспоминания. (Предполагается, что эти нейроны, связанные с памятью, срабатывают вместе, когда вспоминают память.) Исследователи продемонстрировали, что реактивация этих клеток происходила чаще у истощенных микроглиями животных, чем у здоровых.
Дальнейшие исследования показали, что забвение зависит от способности микроглии поглощать синапсы и от активности нейронов. Подавление активации нейронов, связанных с памятью, привело к большему забвению у мышей, предполагая, что элиминация, опосредованная микроглией, была механизмом, посредством которого теряются менее полезные воспоминания. Результаты были опубликованы сегодня в науке.
«Это очень интересная работа», — говорит Пол Франкланд, невролог из больницы для больных детей в Торонто, который не участвовал в исследовании, но в прошлом сотрудничал с некоторыми из его соавторов. «Это совершенно новый тип забывающего механизма, который был обнаружен». Согласно Франкленду, в течение последнего десятилетия было предложено несколько механизмов стирания памяти, в том числе работа его группы, которая предположила, что образование новых нейронов, нейрогенез, позволяет забывать. Проще говоря, идея состоит в том, что добавление нейронов вводит новые связи и разрушает старые, изменяя существующий паттерн синапсов внутри инграмм — ансамблей нейронов, где хранятся воспоминания — и затрудняя доступ к ним.
Франкленд добавляет, что как связанное с нейрогенезом, так и опосредованное микроглией забывание может происходить согласованно — по крайней мере, в тех частях мозга, где присутствует нейрогенез. Но, глядя на области в гиппокампе, где нейрогенез и происходит, и не происходит, Гу и его коллеги продемонстрировали, что опосредованное микроглией забывание может быть более широко распространено по всему мозгу. «Это говорит о том, что опосредованное микроглией забывание может быть обобщенной формой забывания даже в областях мозга без нейрогенеза [таких как кора], — говорит Гу.
«Это было действительно классное исследование», — говорит Сойон Хонг, нейробиолог из Университетского колледжа Лондона, который не принимал участия в работе. Она отмечает, что, хотя другая группа ранее продемонстрировала, что микроглия участвует в формировании синапсов во время обучения, новизна новой статьи заключается в том, что она предполагает, что эти клетки также играют роль в элиминации синапсов в здоровом мозге взрослого человека. Однако все еще остается много загадок о механизме, лежащем в основе этого процесса. Предыдущие исследования показали, что компонент иммунной системы, называемый системой комплемента, участвует в мечении синапсов для микроглии, чтобы сократить. У и его коллеги продемонстрировали, что эта система также играет роль в забвении, опосредованном микроглией. Но более конкретные вопросы, такие как то, какие факторы контролируют, какие комплементарные белки будут маркировать нервные связи для удаления микроглии, остаются нерешенными, говорит Хонг.
Гу и его коллеги в настоящее время работают над дальнейшей детализацией механизма, посредством которого микроглия точно определяет синапсы, чтобы нацеливаться, и идут ли такие процессы неправильно при нейродегенеративном заболевании, таком как болезнь Альцгеймера, в котором сверхактивная микроглия может играть роль. Хонг, чья лаборатория сосредоточена на аналогичной работе, отмечает, что ответ на эти вопросы может иметь важные последствия в будущем. «В долгосрочной перспективе вы можете себе представить, что при болезни Альцгеймера и других заболеваниях, связанных с потерей памяти, этот нейроиммунный сигнальный путь, который вовлечен в память, может быть действительно специфической и новой терапевтической целью», — говорит она.
Диана Квон