Как нейтронное облучение влияет на мозг

Группа российских исследователей изучила влияние низких доз нейтронного излучения на головной мозг мышей. Ученые обнаружили, что оно подавляет образование новых нервных клеток у животных, но не изменяет их когнитивные способности, включающие умственный и эмоциональный компоненты. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда и опубликована в журнале NeuroReport.

Воздействие облучения на ранние нейрональные предшественники и деление клеток в зубчатой извилине гиппокампа спустя сутки.

Сегодня воздействие нейтронного излучения на человека и животных изучено довольно слабо. Известно, что оно обладает большей энергией, чем рентгеновские и гамма-лучи, а потому разрушительнее для организма. Нейтронное излучение способно повреждать ДНК и тормозить процессы размножения клеток – их деление. Оно возникает в верхних слоях атмосферы при взаимодействии космических лучей с магнитным полем Земли, из-за чего космонавты и любители путешествий на самолетах попадают под его прямое воздействие.

 «Мы исследовали влияние низких доз нейтронного облучения на нейрогенез, то есть на образование новых нейронов, в мозге мыши. Наше внимание было сосредоточено на начальном этапе этого процесса — делениях и выживании стволовых клеток и нервных предшественников, которые находятся в гиппокампе — структуре, ключевой для формирования памяти и эмоционального поведения. В работе мы впервые использовали окрашивание не срезов мозга, а целых образцов гиппокампа по разработанной нами методике, описание которой скоро будет опубликовано», — рассказывает Александр Лазуткин, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории стволовых клеток мозга МФТИ, старший научный сотрудник лаборатории нейробиологии памяти НИИ нормальной физиологии имени П. К. Анохина.

Ученые получили образцы целого гиппокампа, а затем подсчитали количество делящихся клеток у облученных и необлученных мышей. Оказалось, что у первой группы животных скорость образования новых клеток в четыре раза ниже, чем у второй. При этом нейтронное излучение не повредило большую часть стволовых клеток, из которых путем деления и последующих процессов дифференцировки образуются нейроны.

«Насколько нам известно, это третья в мире работа, в которой описано влияние нейтронного излучения на нейрогенез. Мы обнаружили сильные негативные эффекты нейтронов на деление стволовых клеток гиппокампа. При том, что число самих стволовых клеток, которые в большинстве своем находятся в покоящемся состоянии, не изменялось», — дополняет Александр Лазуткин.

Также ученые оценили влияние резкого снижения числа клеток на когнитивные способности мышей. Для этого анализ производили через шестьнедель после облучения. За это время новорожденные клетки должны были превратиться в молодые нейроны.

«Мы показали, что, несмотря на выраженные эффекты облучения нейтронами на нейрогенез, формирование гиппокамп-зависимой памяти и исследовательская активность не менялись после воздействия. Тревожность мышей, как составляющая эмоционального поведения, также не подвергалась изменениям. Однако мы не утверждаем, что поведение и память у облученных мышей остались абсолютно неповрежденными. Данные о других типах излучений говорят о том, что, несмотря на видимую сохранность памяти, могут страдать ее отдельные тонкие компоненты. А значит, наша работа — только начало подобного рода исследований», — подвел итог Александр Лазуткин.

Исследование было проведено сотрудниками лаборатории стволовых клеток мозга МФТИ,НИИ нормальной физиологии имени П. К. Анохина, НИЦ «Курчатовский институт», Института нейрохирургии имени академика Н. Н. Бурденко (г. Москва).

Текст: РНФ

Mineyeva, O. A., Barykina, N. V, Bezriadnov, D. V, Latushkin, S. T., Ryazanov, A. I., Unezhev, V. N., … Lazutkin, A. A.  Suppressed neurogenesis without cognitive deficits: effects of fast neutron irradiation in mice.

NeuroReport, doi: 10.1097/WNR.0000000000001237