Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 124 Синапсы слабеют ночью

Проведенные в 2016 году исследования дают нам новые представление о ночной жизни синапсов. Обе работы, опубликованные в Science,  демонстрируют значительные изменения в структуре и в молекулярных механизмах работы синапсов во время сна у мышей.

Эта картина показывает трехмерное изображений дендритов, напоминающих «дерево». В конце «веточек» расположены чашеобразные структуры, называемые шипиками, и именно на их концах располагаются синапсы. Credit: Luisa de Vivo et ai. / Science

Сегодня ключевая функция сна остается дискуссионным вопросом. Некоторые предполагают, что он необходим для восстановления нервных клеток и предотвращает чрезмерный износ нейронов. Другие уверены, что сон участвует в механизме формирования долговременной памяти.

Также популярна идея, что сон делает синаптические связи слабее. Это происходит в противовес усилению синаптических контактов, которое наблюдается днем и обеспечивает лучшую передачу информации между клетками. Ослабление синаптических связей выступает своего рода поддержкой процессам, происходящим в самом нейроне.

В первом исследовании Луиза де Виво (Luisa de Vivo) с коллегами выполнили электронную микроскопию ткани головного мозга мыши, чтобы восстановить трехмерные изображения дендритных шипиков на нейронах.

Изучив тысячи таких изображений, ученые показали, что синапсы сжимаются во время сна мышей, о чем свидетельствует уменьшение площади между концом нейрона и выступающим от него шипиком, а в течение следующего периода бодрствования синапсы возвращаются к исходному состоянию.

Во второй работе Грэм Диринг (GramH. Diering) и его коллеги исследовали механизм ослабления синапсов во время сна. Они обнаружили, что ген под названием Homer1a, усиленно экспрессирущийся в бодрствующих нейронах, ответственен за синтез специфичного белка, который реконструирует молекулярный сигнальный комплекс. Этот сигнальный комплект необходим для управления работой синапса. И синтез этого белка у мышей во время сна снижается.

Текст: Анастасия Тихомирова

Ultrastructural Evidence for Synaptic Scaling Across the Wake/sleep Cycle in Science. 2017 Feb 3; 355(6324): 507–510. Luisa de Vivo, Michele Bellesi,William Marshall Eric A Bushong, Mark H Ellisman, Giulio Tononi, and Chiara Cirelli.

doi:10.1126/science.aah5982

Homer1a drives homeostatic scaling-down of excitatory synapses during sleep in Science. 2017 Feb 3;355(6324):511-515. Epub 2017 Feb 2. Diering GH, Nirujogi RS, Roth RH, Worley PF, Pandey A, Huganir RL.

doi:10.1126/science.aai8355

Источник: neuronovosti.ru

Комментарии: