Мозг взрослых тоже растет, но фрагментарно

Анатомическая структура мозга млекопитающих мало меняется с течением жизни. Однако сравнительно недавно учеными было установлено, что есть области мозга, которые подвергаются достаточно сильным изменениям в течение всей жизни.

Ранее считалось, что способность к обучению и память зависят от специфических изменений в синапсах (местах контакта между двумя нейронами). Возможным исключением, как недавно установили, могут быть нейроны обонятельной луковицы.

Учёные из Института Пастера и Национального центра научных исследований (НЦНИ) Франции в течение нескольких месяцев в режиме реального времени наблюдали, как в обонятельной луковице мышей формируются и развиваются новые зрелые нейроны.

Наблюдения показали, что в обонятельной луковице, где новые нейроны непрерывно формируются, связи между этими новыми нейронами и соседними клетками значительно перестраиваются в течение всей их жизни. Все эти нейроны постоянно реорганизовывают миллиарды синаптических контактов, которые они устанавливают между собой. Учёные были удивлены этим наблюдением.

Чтобы наблюдать продолжающееся формирование нейронных схем, учёные отметили новые нейроны зеленым флуоресцентным белком. Это сделало возможным отображение динамических изменений при помощи микроскопии. Эти эксперименты длились нескольких месяцев, чтобы проследить за всем жизненным циклом новых нейронов. За первые три недели своей жизни эти новые нейроны расширили свои дендриты (отростки, с помощью которых осуществляется передача информации от синапса к телу нейрона), чтобы сформировать несколько разветвлений, которые впоследствии стали очень стабильными, затем ученые наблюдали за нейронными шипиками - специальными выростами на дендритах, где синапсы формируются. Исследователи установили, что 20% синапсов между новыми и существующими ранее нейронами менялись ежедневно - явление, которое также наблюдалось в их синаптических партнерах, основных нейронах обонятельной луковицы. Используя компьютерные модели, авторы показали, что эти движущие силы позволили синаптической сети эффективно и надежно приспособиться к продолжающимся сенсорным изменениям в окружающей среде.

Эти результаты предполагают, что пластичность постоянно восстанавливающей области мозга происходит при непрерывном физическом формировании и устранении синаптических связей. Эта структурная пластичность показывает уникальный динамический механизм, который жизненно важен для регенерации и интеграции новых нейронов в пределах взрослой мозговой схемы. В более широком смысле это исследование предполагает наличие универсального механизма пластичности в отделах головного мозга, который тесно связан с памятью и обучением.

Комментарии: