Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 11: школа молодых нейронов

Продолжаем наш совместный проект с порталом N+1 о нейроновостях в топовых научных журналах и их контексте. Cегодня у нас – журнал Science о том, как молодые нейроны учатся взаимодействовать с более старыми «коллегами»

 

Мы уже писали, что во-первых, нейроны могут восстанавливаться во взрослом возрасте за счет деления нервных стволовых клеток, а, во-вторых, внешние факторы вроде стресса и физической активности влияют на эффективность этого восстановления. Второй обзор заканчивался словами «и многое неясно, но было бы очень интересно узнать». И вот, в последнем номере Science говорится, как «богатая» окружающая среда помогает регенерации нейронов, а именно — встройке новых нейронов в уже существующую нейронную сеть.

Контекст

В гиппокампе взрослого мозга существует пул нервных стволовых клеток, которые при определённых обстоятельствах могут делиться и давать начало новому поколению зубчатых гранулярных нейронов. Путь от неспециализированной стволовой клетки, способной делиться неограниченное количество раз, к специализированной зубчатой гранулярной клетке включает пять стадий: деление стволовой клетки, специализация и «созревание» дочерних клеток, их миграция, развитие аксонов и дендритов у взрослого нейрона и, наконец, образование синапсов. Развитие у взрослых идет очень медленно — весь процесс занимает 2-3 месяца.

sci1

Последняя стадия в созревании новых нейронов – образование синапсов с соседними нейронами — самая продолжительная (занимает 4-6 недель). Логично предположить (что и сделали исследователи из Университета Буэнос-Айреса), что среда, скорее всего, будет оказывать влияние на эту стадию, как самую длительную и функционально гибкую (существуют очень много вариантов, где и как новым нейронам кооперирироваться со старыми – где и как образовывать синапсы).

Для начала исследователи погрузили мышей на два дня в «обогащённую» предметами среду, то есть сделали из них «исследователей» пространства. Как и ожидалось, у мышей активировалась зубчатая извилина гиппокампа. Интересно, что если сравнивать с контрольной группой, то у мышей-исследователей новые, развивающиеся нейроны в гиппокампе стали выглядеть по-другому: у них образовались более длинные дендритов и увеличилось их количество. То есть, они теперь смогут более быстро и эффективно встроиться в нейронную сеть.

sci2

После этого исследователи пошли по стопам Шерлок Холмса – а что, если есть сообщники? Например, образование новых дендритов у юных нейронов может стимулироваться сигналами от «дедов» – уже зрелых, встроившихся нейронов. И действительно, при стимуляции зрелых нейронов (и отсутствии «обогащённой» среды) у молодых нейронов дендритов тоже становилось больше. При этом взрослые гранулярные нейроны воздействовали на «воспитание» молодых нервных клеток через посредников – интернейроны (отдельный подтип клеток в гиппокампе), экспрессирующие парвальбумин.

Таким образом, получается следующая цепочка из двух синапсов для ускоренного принятия новых нейронов в «клуб» зрелых зубчатых нейронов. При исследованиях «богатой» среды активируется зубчатая извилина гиппокампа, в том числе зрелые гранулярные нервные клетки. Они, в свою очередь, активируют интернейроны, вырабатывающие парвальбумин, а те начинают «тормошить» незрелые, чтобы молодняк быстрее становился в строй.

К сожалению, авторы не пишут, сколько «подозреваемых» популяций нейронов они перебрали и протестировали перед тем, как получить такой элегантный ответ – определённо видится остросюжетный сериал по поиску виновного с как минимум несколькими сезонами.  Несомненно и другое – любой педагог согласится с выводами нейробиологов: чем богаче среда окружает малыша, тем быстрее он становится более смышлённым и сообразительным.

Текст: Даша Овсянникова

if

A disynaptic feedback network activated by experience promotes the integration of new granule cells

Diego D. Alvarez, Damiana Giacomini, Sung Min Yang, Mariela F. Trinchero, Silvio G. Temprana, Karina A. Büttner, Natalia Beltramone, Alejandro F. Schinder

Science  28 Oct 2016:

Vol. 354, Issue 6311, pp. 459-465

DOI: 10.1126/science.aaf2156

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>