Нейробіологи виявили здатність «допоміжних» клітин мозку, астроглії, зберігати та відтворювати спогади, впливаючи на активність нейронів. Раніше вважали, що ці нервові клітини залучені тільки до підтримки роботи нейронів. Такі знання можуть допомогти з лікуванням розладів, пов’язаних зі втратою пам’яті, як деменція, або нав’язливим відтворенням спогадів, як посттравматичний стресовий розлад. Дослідження опублікували в журналі Nature.
Клітина астроглії з культури клітин. GerryShaw / Wikimedia Commons
Чому почали досліджувати астроглію?
Попри те, що мозок людей має в 50 разів більше гліальних клітин, ніж самих нейронів, досі роль цих клітин вбачали у підтримці роботи нейронів, захисті їх від пошкодження та боротьбі з патогенами. Одним із типів гліальних клітин є астроглія, яка забезпечує підтримку цілісності бар’єра між кров’ю та нейронами та утворює міцні зв’язки з нейронами, через що потенційно може впливати на їхні функції.
І хоча науковці вже знали, що в утворенні спогадів беруть участь так звані енграми — об’єднання нейронів, які утворюються під впливом якогось стимулу, досі вони не перевіряли залученість клітин астроглії у формуванні енграм та підтримці пам’яті. Тому дослідники з Бейлорського медичного коледжу в США вирішили дослідити, як астроглія пов’язана з пам’яттю в мишей.
Як клітини астроглії вплинули на пам’ять мишей?
Для дослідження механізмів пам’яті у мишей науковці навчали тварин завмирати від страху, коли їх поміщали в кімнату та вдаряли нешкідливим струмом. За якийсь час дослідники перевіряли реакцію мишей на цю ж кімнату — якщо вони реагували завмиранням, це свідчило про формування у них відповідних енграм пам’яті.
Під час такого завмирання у мишей за допомогою спостерігали за активністю клітин астроглії у гіпокампі — ділянці мозку, яка відповідальна за пам’ять. Клітини астроглії, які активувалися через страх і пов’язані з ними спогади, також позначали за допомогою генетичних маркерів. Так вдалося виявити, що під час створення нових спогадів в астроглії активувався ген c-Fos, який залучений до проведення сигналів між астроглією та нейронами. Це дозволяло клітинам астроглії, залученим до енграм пам’яті, регулювати активацію нейронів у них.
Повторна активація клітин астроглії спричиняла завмирання у мишей. Це свідчить, що такі клітини активно допомагають нейронам зберігати та відтворювати спогади. Як виявилося у подальших дослідженнях, ключовим для утворення спогадів є білок NFIA, який вироблявся в астроглії під час процесу навчання, а його видалення запобігало відтворенню спогадів. При цьому білок NFIA допомагав зберігати специфічні спогади: коли мишей навчали завмирати, він утворювався в конкретній енграмі, а його видалення призводило до втрати саме поведінки завмирання у мишей, а не інших спогадів.
Чим дослідження на мишах допоможе людям?
Оскільки нервова система всіх ссавців є подібною, то і в людей астроглія може брати участь у запам’ятовуванні. Якщо така функція астроглії підтвердиться, це допоможе краще зрозуміти механізми розвитку хвороби Альцгеймера та посттравматичного стресового розладу, за яких порушується зберігання чи відтворення спогадів. А розуміння цих механізмів сприятиме створенню та вдосконаленню методів лікування цих захворювань.
Що вдавалося дізнатися про пам’ять
🦠 Пам’ять поколінь виявили навіть у бактерій — кишкових паличок, у яких інформація про минулий досвід зберігалася за допомогою зміни рівнів заліза в клітинах.
🐝 У джмелів, як і в людей, змогли створити хибні спогади — комбінацію з наявних спогадів, які не є точним відтворенням минулих подій.
🧠 Покращити пам’ять у людей вдалося за допомогою магнітної стимуляції однієї з зон префронтальної кори, роль якої в запам’ятовуванні визначили у попередніх дослідженнях.