Группа исследователей из Германии и США под руководством профессора Хайнца Бека (Heinz Beck) из Боннского университета (Германия) изучила механизмы, при помощи которых мозг переключается из режима вспоминания в режим запоминания. Исследование может помочь лучше понять клеточные причины деменции и совершенствовать методы ее лечения и профилактики. Результаты работы опубликованы в специализированном журнале Neuron.
Центр управления памятью называется гиппокамп. Свое название он получил из-за внешнего сходства с морским коньком. Все новые впечатления проходят через эту область мозга. В то же время гиппокамп — хранилище воспоминаний: он извлекает сохраненную информацию из глубин памяти. Кроме того, эта область мозга — крупный «транспортный узел» и тоже во время часа пик нуждается в регуляции движения.
В новом исследовании ученые установили клетки, которые выполняют эту важную функцию. Их называют астроцитами, они расположены в гиппокампе. Они сперва дают «зеленый свет» новой информации, а уже сохраненные воспоминания должны ждать своей очереди. Таким образом, в нужный момент наш мозг переключается в режим запоминания.
В то же время сами астроциты только принимают заказы. Они реагируют на выделение нейротрансмиттера ацетилхолина, который высвобождается в частности, в случае контакта с новыми ситуациями.
Значение ацетилхолина в процессе запоминания было установлено несколько лет назад, но каким образом он работает, было понятно только частично. «В нашей работе мы первыми смогли показать, что ацетилхолин стимулирует астроциты, которые индуцируют выработку нейромедиатора глутамата. Он, в свою очередь, активирует нервные клетки, которые ингибируют [т.е. подавляют] каналы извлечения воспоминаний», — объяснил Милан Пабст (Milan Pabst), докторант Лаборатории экспериментальной эпилептологии Боннского университета.
В ходе эксперимента ученые модифицировали нервные клетки таким образом, чтобы они могли активироваться при воздействии света, вырабатывая ацетилхолин. Используя этот прием, ученые были в состоянии разобраться в механизмах памяти, происходящих в живом мозге.
Результаты работы интересны еще и потому, что астроциты сами по себе — не нервные клетки. Они относятся к классу так называемых глиальных клеток. До недавнего времени они считались простой механической опорой для нейронов.
Однако в последние десятилетия становится все более очевидным, что такое представление далеко от реальности. В частности, ученые установили, что астроциты могут вырабатывать нейротрансмиттеры — вещества, с помощью которых нейроны взаимодействуют друг с другом, или даже удалять их из головного мозга.
«Ранее не было известно, что астроциты вовлечены в центральные процессы памяти через механизм, который сейчас обнаружен», — сказал профессор Бек. Если функция астроцитов тормозится, то это оказывает негативное влияние на распознавание знакомых объектов.
Ученые предполагают, что нарушение механизмов контролируемого выделения ацетилхолина — одна из причин расстройств памяти. Это предстоит выяснить в ходе дальнейших исследований.
Ранее портал Научная Россия писал о том, что ученым удалось снять на видео, как воспоминания «путешествуют» по разветвленным отросткам нервных клеток.