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.
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.
И снова у нас клетки Пуркинье. Знаменитые гигантские ветви мозжечка, которые играют важную роль в координации движения. Точнее — клетка Пуркинье. Одна. И мы видим, какое…
Нейробиологи Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) создали метод визуализации, который позволяет наблюдать взаимодействие астроцитов с нервными клетками в мозге мыши в режиме реального времени. Они…
Исследователи из университета Окинавы реконструировали трёхмерную стуктуру гигантского синапса, который «обнимает» тело постсинаптического нейрона целиком. Уникальная структура оказалась намного больше «стандартного» синапса (смотрите сравнение размеров…
Учёные из Имперского колледжа Лондона выяснили, что белок альфа-синуклеин, который до этого считался ранним маркёром болезни Паркинсона, оказывается, важен для нормальной работы мозга. Мобилизуя нужное…
Одна их важнейших черт головного мозга – это его пластичность. Как недавно выяснилось, она бывает двух видов. О том, что они из себя представляют и…
Когда мы рождаемся, наш мозг обладает большой гибкостью. Наличие такой гибкости для роста и изменения дает незрелому мозгу способность адаптироваться к новому опыту и организовать свою…
