Исследователи выяснили, что астроциты — звездообразные клетки головного мозга — играют ключевую роль не только в поддержке нейронов, но и в сохранении долговременной памяти. Эксперименты показали, что удаление одного белка из этих клеток не влияет на воспоминания, сформировавшиеся за сутки, однако приводит к постепенному исчезновению памяти спустя две недели. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Читайте: Россиянам готовят новые запреты: что изменится уже в ближайшее время
Работу выполнила группа ученых под руководством Ухёна Ко из Института фундаментальных наук (IBS) в Тэджоне, Южная Корея. На протяжении многих лет считалось, что формирование и долговременное хранение памяти полностью зависят от нейронов, тогда как астроцитам отводилась вспомогательная роль. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи вывели мышей, у которых в астроцитах отсутствовал белок анкирин-2 (Ank2), присутствующий в этих клетках в столь же высокой концентрации, как и в нейронах.
После модификации поведение животных не изменилось: они нормально двигались и взаимодействовали друг с другом. Через сутки после легкого электрического воздействия мыши сохраняли память о событии, что подтверждалось характерной реакцией при возвращении в экспериментальную клетку. Однако спустя две недели животные с дефицитом Ank2 демонстрировали значительно более слабую реакцию, чем контрольная группа, что свидетельствовало об ослаблении долговременной памяти.
Дополнительный анализ показал, что без Ank2 астроциты меняли свою структуру. Их отростки становились короче, уменьшалось количество ветвей и общий объем клеток, из-за чего они хуже контактировали с нейронами энграммы — клетками, хранящими конкретные воспоминания. Одновременно нарушалось долговременное укрепление нейронных связей: если сначала оно происходило нормально, то спустя несколько часов постепенно исчезало.
Ученые также выяснили, что Ank2 удерживает внутри астроцитов белок, обеспечивающий высвобождение кальция в ответ на действие фактора роста BDNF, который мозг вырабатывает после обучения для формирования новых нейронных связей. При отсутствии Ank2 этот механизм переставал работать: снижалась кальциевая активность, астроциты не формировали новые тонкие отростки и хуже реагировали на сигнал роста. Даже введение BDNF в гиппокамп не помогало улучшить сохранение памяти у генетически модифицированных мышей.
На следующем этапе исследователи создали светочувствительный инструмент Opto-T1, позволяющий активировать этот сигнальный путь с помощью синего света. После такой стимуляции астроциты разрастались, а мыши спустя две недели значительно лучше сохраняли воспоминания по сравнению с животными без воздействия. При этом кратковременная память оставалась неизменной.
Авторы работы считают, что полученные результаты меняют представления о функциях астроцитов, показывая их активную роль в сохранении долговременной памяти. По их мнению, открытие открывает новые возможности для изучения возрастной потери памяти и нарушений, связанных с аутизмом, эпилепсией и интеллектуальными расстройствами, при которых уже выявлялись изменения гена Ank2. Кроме того, исследование может стать основой для разработки новых подходов к диагностике и изучению нарушений памяти.
Читайте также:
- Россиянам грозят новые начисления за ЖКХ: вступили в силу важные изменения
- Пенсии в России резко вырастут с 1 августа: кто получит прибавку уже летом
- Миллионы россиян столкнутся с новыми правилами: что изменится для ваших денег
