Мы уже неоднократно писали 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». В одном из выпусков журнала 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.
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.
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
Alvarez, D. D., Giacomini, D., Yang, S. M., Trinchero, M. F., Temprana, S. G., Buttner, K. A., … Schinder, A. F. (2016). A disynaptic feedback network activated by experience promotes the integration of new granule cells. Science, 354(6311), 459–465.doi:10.1126/science.aaf2156
На днях мы опубликовали новость о серьёзных и небезосновательных сомнениях учёных в том, что нервные клетки восстанавливаются. Подробнейшим образом изучив образцы тканей людей разного возраста, исследователи пришли к…
Сегодня мы продолжаем нашу традицию рассказывать о самых важных публикациях в истории нейронаук, работах, ставшими классическими. В 2006 году в журнале Science в разделе Brevia…
Кора головного мозга млекопитающих, как известно, включает шесть нейронных слоев – так называемый неокортекс. Cильнее всего он развит у человека. Однако более древние и простые…
Учёные из Средиземноморского института нейробиологии, входящего во французский Институт исследовательской медицины (INSERM) совершили очень интересное открытие. Судя по всему, им удалось воочию увидеть, как мозг…
Куда движется отрасль современной нейровизуализации? Конечно, в сторону магнитно-резонансной томографии. Ни один другой метод диагностики не позволяет столь контрастно и детально зафиксировать как внутреннее строение…
Ученые из Медицинской школы Университета штата Вашингтон в Сент-Луисе и инженеры из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейне в 2016 году создали датчики, которые нейрохирурги смогут имплантировать…
Быстрое торможение нервных импульсов в нашем мозге осуществляется при помощи специального «тормозного» нейромедиатора, гамма-аминомасляной кислоты (GABA или ГАМК). Основной рецептор ГАМК – это так называемый…
Американским нейробиологам впервые удалось «пробудить» регенеративный потенциал одного из типов клеток сетчатки млекопитающих и обеспечить способность видеть свет слепым от рождения лабораторным животным. Ученые считают,…
Американские исследователи определили механизм формирования и биохимическую роль так называемых протеиновых «капель». Они необходимы для хранения нейромедиаторов в нейронах, а также участвуют в формировании иммунного…
Учёные обнаружили сеть нейронов, которая играет ведущую роль в формировании временного восприятия опыта. Статья об этом вышла в журнале Nature. Credit: Норвежский университет естественных и…
Починить разорванные нейроны спинного мозга можно, вернув их в более молодое состояние, – об этом сообщает исследование, опубликованное в конце августа в журнале Nature. Credit: Sofroniew…
Головоногие моллюски и каракатицы в частности – настоящие мастера маскировки. Они могут становиться практически незаметными в самых разных местах. Как нервной системе удается управлять этим…
Как известно, журнал Nature, одно из самых авторитетных изданий в мире, начинался как научно-популярный журнал, поэтому до сих пор в каждом выпуске есть новости науки…
Учёные выяснили, насколько точно наш мозг определяет границы предметов. Исследование опубликовано в Nature, где сообщается, как нейроны связываются при реакции на границы предметов, чтобы структура…
Влияют ли размеры мозга и сложность его строения на способность горевать, взялись выяснить итальянские исследователи. Изучив поведение дельфинов и китов, которые могут проявлять чувства по…
Ученые сумели выявить прямую связь между мозжечком и частью среднего мозга, отвечающей за наслаждение. Выяснилось, что контакт между ними осуществляется напрямую, а не через кору…
Считается, что специализированная нервная ткань, позволяющая проводить электрические сигналы по всему телу, есть только у животных. Ключевую роль в передаче электрических сигналов играют маленькие молекулы…
Нейропатическая боль – хронический, трудно поддающийся лечению синдром, при котором даже легкое прикосновение приносит больным невыносимое страдание. Ученые из детского госпиталя в Бостоне и Национального…
В наш мозг встроена функция, позволяющая нам игнорировать повторяющиеся звуковые стимулы, как на примере мышей выяснили исследователи из из Медицинской школы Университета Дьюка и Нью-Йоркского…
Исследователи из Имперского колледжа Лондона и Кембриджского университета впервые наблюдали за тем, как растут нейроны и образуются связи между ними после переноса клеток из мозга…
Большинство исследований, предметом которых было развитие зрения, проводились на модельных животных: мышах и рыбках данио рерио. Только вот основное их отличие от человека состоит в…
Биологи из Стэнфорда сообщают в Science о том, что им удалось показать, как мозгу удается вычленить важную информацию в окружающей среде и с ее помощью планировать…
Крайне воодушевляющие новости нейрореабилитации поступили из Швейцарии: пациенты с хроническим параличом нижних конечностей, сохраняющимся в течение нескольких лет, благодаря точечной электрической стимуляции спинного мозга научились…
Американские молекулярные биологи впервые получили трехмерную структуру активированного рецептора серотонина (3А), что позволит создать более эффективные препараты против синдрома раздраженного кишечника и облегчить побочные эффекты…
Нейробиологи разработали классификацию генетической экспрессии типов клеток головного мозга мыши и воспользовались ей, чтобы выявить два новых типа нейронов, участвующих в движении. Обе работы –…
Каждое наше действие происходит поэтапно: сначала его надо спланировать, а потом выполнить. Но как связаны нейроны в этом простом, на первый взгляд, контуре? Долгое время…
В любом учебнике по биологии жирным шрифтом (а иногда ещё и курсивом в придачу) написано, что генетический материал всех клеток многоклеточного организма одинаков, а различия…
Учёные из Медицинской школы Мэрилендского университета выявили изменения в системе вознаграждения мозга, связанные с депрессией. О своем открытии они рассказали в статье в журнале Nature…
Сегодня на портале Neuronovosti.Ru – смешение жанров. С одной стороны, рассказ пойдет о свежайшей статье в Science, новый номер которого посвящен нейронаукам, а с другой…
Эксперименты с участием мышей помогли ученым раскрыть некоторые «социальные» функции мозга. Исследованиеопубликованов журнале Nature. Клетки зоны CA2 в гиппокампе. Сredit: Felix Leroy and David H. Brann/Siegelbaum…
Несколько лет назад ученые доказали, что астроциты играют роль «утилизатора» поврежденных митохондрий, выделяющихся из нейронов, например, при ишемическом стрессе. Работа группы исследователей из Китая и…
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…
Одна из главных проблем современной медицины — это боль. А в борьбе с болью одним из мощнейших средств уже давно стали опиоиды, вещества, которые связываются с опиоидными…
Вот уже несколько лет гребневики – двуслойные морские животные, похожие на медуз, но не имеющие стрекающих клеток – не дают покоя нейробиологам и зоологам: имеется…
Остаться парализованным из-за повреждения позвоночника – это, безусловно, трагедия как для пациентов, так и для их близких. То, как быстро восстановится спинной мозг при повреждениях,…
Спите 7-8 часов в сутки и будете здоровы. Эта фраза – не просто совет от специалистов по ЗОЖ, с каждым новым исследованием она обрастает все…
Международная группа исследователей создала такую методику микроскопии, которая позволит увеличить мозг до размеров, позволяющих увидеть даже самые мелкие части нейронов без каких либо структурных повреждений…
Изучив более 12 000 особей дрозофил, ученые из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете идентифицировали ген под названием nemuri (от японского nur – сон), который заставляет нас больше…
Согласно одной из статей в журнале Science за 2016 год, группа нейронов способна одновременно активироваться вспышкой света даже на следующий день после стимуляции единичной клетки….
Тот факт, что хронический недосып сказывается на сердечно-сосудистой системе, было известно давно. Однако молекулярные механизмы, лежащие в основе этого эффекта, долгое время оставались неизвестными. В…
Несколько лет назад выяснили, что заставляет наш мозг погружаться в сон и просыпаться. Исследование, проведённое командой из Оксфорда и опубликованное в Nature в 2016 году,…
Препарат, который помогает бросить курить, может принести пользу и в нейробиологии. Сверхмалые дозы препарата варениклина, судя по исследованию из свежего выпуска журнала Science, смогут при…
Ученые выяснили, как именно кетамин способствует устранению депрессии. Они показали, что препарат активирует рост дендритных шипиков на нейронах медиальной префронтальной коры в мозге. Считается, что…
Статья, вышедшая вчера в новом номере журнала Nature, буквально всколыхнула общественность: в ней полностью описана методология того, как можно сохранить мозг в жизнеспособном состоянии, как минимум,…
Последнее время учёные «открывают» множество животных, которые оказываются «значительно умнее, чем считали ранее». Вот вам пример: когнитивисты из Оксфордского университета добрались и до утят. Исследование, опубликованное…
Недавно на страницах журнала Nature исследователи, среди которых — наш соотечественник Вадим Черезов, сообщили, что получили трехмерные структуры двух рецепторов гормона мелатонина – одного из главных регуляторов…
Тело взрослого человека примерно на 70 процентов состоит из воды, а мозг – на все 80. Но откуда такой «жидкий» орган знает, насколько гидратирован организм?…
Последние годы стали бумом интерфейсов «мозг-компьютер». Работ за это время вышло столько, что между словами «нейроинтерфейс» и «интерфейс мозг-компьютер» стали ставить знак равенства. Однако работа,…
Многие животные, живущие в кромешной темноте, полностью или частично утрачивают зрение. Однако некоторые глубоководные рыбы пошли по другой стратегии: в их геномах насчитывается необычно много…
Люди обрабатывают информацию иерархически. Но чтобы оценить причины ошибок или сбоев, необходимо несколько попыток. Для понимания мозговой основы этой стратегии мышления ученые из США записали…
Нервные волокна, появляющиеся в опухоли предстательной железы, усугубляют течение заболевания. Однако, исследователям ранее не удавалось установить их источник. Последние же работы показали, что это могут…
«Выключение» островковой коры у мышей, испытывающих болезненные ощущения, привело к снижению реакции на боль. Вместе с этим снизилась способность мышей учиться избегать болевые раздражители. Исследование…
Опубликованное в журнале Science исследование посвящено рабочей памяти – временной активации нейронов гиппокампа, которая происходит, например, когда мы совершаем поездку по новому району или вспоминаем, как…
Недавнее исследование, результаты которого были опубликованы в Science, показало ключевую роль определённого вида электрической активности – долговременных остроконечных пульсирующих волн – в клетках гиппокампа для…
Чем мозг человека и обезьян отличается от других животных? Логично, что строением. А что заставляет мозг приматов выстраиваться по определённой схеме, которая, отличается от мышиной?…
Нематода Caenorhabditis elegans– один из самых популярных модельных объектов не только нейробиологов, но и биологов вообще. С помощью этого довольно примитивно устроенного червя ученые смогли разобраться…
Исследователи выяснили, что фазы сна, похожие на те, которые есть у млекопитающих, наблюдаются и у рыб. Эта находка говорит о том, что механизмы «сонной» регуляции…
Гидры – крошечные пресноводные беспозвоночные, известные своей уникальной способностью к регенерации. Буквально из кусочка ее тела может заново вырасти целый организм. При этом все вновь…
Исследователи из Каролинского института в Швеции идентифицировали новый орган механической и температурной чувствительности в коже. Он реагирует на сильные стимулы, передавая болевые ощущения. Но самое…
Раньше мы уже писали о препарате, который обезболивает лучше морфина, но не вызывает привыкания. На этот раз ученые из Флориды обнаружили гены, которые напрямую влияют…
Учёные из Каролинского института (Швеция) обнаружили 12 типов олигодендроцитов в растущем головном мозге мышей. Результаты исследования, опубликованные в Science в 2016 году, могут сыграть важную…
Нейролингвисты из университета Калифорнии в Беркли опубликовали в апреле 2016 года в журнале Nature удивительную статью. При помощи функциональной магнитно-резонансной томографии они составили «языковую карту…
Сразу три исследования, опубликованные в Nature, описывают способность раковых клеток «подключаться» к сложным сетям нейронов головного мозга и в буквальном смысле питаться от них. Ученые…
Сегодня у нас пересечение рубрик: «Фронтиры нейронаук» совместно с порталом Indicator.Ru и «Нейронауки в Science и Nature», поскольку сначала авторы опубликовали статью в Nature, а потом,…
Исследователи из Института мозга Пола Аллена продолжают свою самоотверженную работу по созданию различных атласов мозга. В предпоследний день октября в журнале Nature вышла их статья,…
Исследователи из Бостона впервые в режиме реального времени и на людях показали, как во сне синхронизируются нейронная активность, кровоток и ток цереброспинальной жидкости (ликвора). Работа…
А задумывались ли вы, как борются за еду червяки? Наверняка, нет. А ведь это важно. В условиях ограниченного количества еды, то, сколько получите именно вы,…
Долгое время исследования в области аутизма проводились на мышах. В итоге все клинические испытания препаратов провалились, и эта модель перестала вызывать доверие. Еще бы, ведь…
Во время сна происходит прекращение работы почти всех поперечно-полосатых мышц (за исключением диафрагмы и других дыхательных мышц, а также мышц глазного яблока в фазу быстрого…
В нейронауках, как одной из самых динамично развивающихся областей знаний, постоянно происходят дополнения и уточнения того, что уже известно. Изменению подверглась даже, казалось бы, исследованная…
Чуть больше года назад в научных журналах появились работы, сообщающие о получении искусственных «мини-мозгов» в лабораторных условиях. Исследователям удалось на основе стволовых клеток получить миниатюрные…
Ученые из калифорнийского университета в Беркли выяснили, что глиальные клетки могут участвовать в увеличении продолжительности жизни через регуляцию мышечного метаболизма. По крайней мере у круглых…
Клауструм (ограда) – небольшая область в мозге млекопитающих, имеющая множество проекций к другим структурам мозга, но не имеющая четко определенной функции. Френсис Крик считал, что…
«Воспоминания о первом поцелуе были еще свежи в его памяти» – хорошо знакомый штамп из романтической литературы. Однако это не отменяет того, что сила ярких…
Мы продолжаем рассказывать о нейронаучных новостях, вышедших в топовых журналах Science и Nature. Авторы статьи из Бернштейновского центра вычислительной нейробиологии берлинского Гумбольдовского университета, вышедшей в…
Вращающийся глобус и «лоскутное одеяло» изображённых на нём стран — такая карта помогает нам понять, где именно мы находимся, а также то, что государства и…
Группа ученых из Бельгии, Германии и Франции под руководством Герита Линневебера (Gerit Linneweber) из Университета Сорбонна исследовала взаимосвязь между поведением плодовых мушек – дрозофил –…
Более трех сотен исследователей приняли участие в масштабной работе консорциума ENIGMA, результатом которой стало 306 генетических вариантов, влияющих на развитие коры головного мозга. Большинство из…
Мы ощущаем сладкий вкус, когда молекулы сахара активируют соотвествующие вкусовые рецепторы на языке, но тяга к сахару формируется даже при отсутствии вкусовых рецепторов. Ученые из…
Мы продолжаем серию статей о нейронауках в самых авторитетных научных журналах – Science и Nature. Сегодня – новая новость: про сон. Cон мышей. Новость Сон…
Индикаторы болезни Альцгеймера, самой распространённой причины слабоумия, – это бета-амилоидные бляшки и внутриклеточные скопления белка тау. Считается, что именно они ответственны за возникающие дефекты в…
Астроциты – это самые многочисленные клетки глии («вспомогательной» ткани нервной системы), более того, они занимают половину всего объема мозга. С каждым годом количество функций, приписываемых…
Если у вас вдруг появится выбор, кем стать в следующей жизни, мы не рекомендуем вам выбирать вариант «быть макакой с низким социальным статусом». Как и…
Мы продолжаем знакомить наших читателей с новостями нейронаук, опубликованными в топовых журналах Nature и Science. В журнале Nature в одном исследовании соединились аж три «горячие» темы,…
Ученые Колумбийского университета обнаружили ген, «выключение» которого вызывает депрессию очень необычным способом. Pcdhαc2 запускает в организме кодирование белков для узнавания аксонами серотониновых нейронов друг друга….
Бактерии кишечного микробиома влияют на формирование в головном мозге кавернозных мальформаций — скоплений расширенных кровеносных сосудов с тонкими стенками, которые могут стать причиной инсультов и…
Этика не ждёт: почему безопасность и эффективность нейропротезов будущего начинается сегодня. В статье, опубликованной в Science в 2017 году, ведущие учёные отрасли обозначили принципы, которые…
Сегодняшний выпуск традиционной рубрики про нейронауки в топовых научных журналах мы взяли у наших коллег и партнёров, портала N+1, где наши материалы публикуются в блоге…
Нейробиологи выделили группы клеток головного мозга с различными функциями с помощью молекулярных методов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science в августе 2017 года. При…
В 2017 году учёные открыли необычный способ передачи сигнала между различными типами лимфоцитов при иммунном ответе. Выяснилось, что иммунные клетки используют для этой цели такой…
Болезнь Паркинсона занимает твёрдое второе место среди нейродегенеративных заболеваний. Во время неё в чёрной субстании мозга гибнут дофаминергические нейроны. Пока что единственный более-менее эффективный метод…
В 2017 году немецкие учёные смогли подробно изучить структуру амилоидной бляшки, которая представляет собой основное звено в развитии болезни Альцгеймера. Авторы работы в высоком разрешении…
Исследование, опубликованное в Science, показало, что люди испытывают более сильные побочные эффекты от дорогих препаратов в сравнении с дешевыми, в случае, когда эти лекарства на…
Используя инновационную технологию NeuroGrid, учёные снова показали, что сон усиливает связь между двумя областями мозга, в которых формируются воспоминания: гиппокампом и корой. Credit: Image courtesy…
Нейробиологи из RIKEN (Япония) показали новые возможности механизмов пространственной ориентации — активность «системы GPS» крыс способна показать не только положение самой особи в пространстве, но…
В 2014 году Нобелевскую премию по физиологии или медицине присудили Джону о’Кифу и супругам Мозерам за открытие так называемых GPS-клеток, которые отвечают за осознавание нашего…
Один из самых оживленных дебатов в нейробиологии за последние полвека окружает тему, обновляется ли человеческий мозг, производя новые нейроны на протяжении всей жизни, и возможно ли омолодить мозг,…
Множество лабораторий располагают культурами нейронов. А если они объединятся в группы? Организуются в ткань и будут генерировать собственные сигналы – мысли, переживания. Что тогда? Этим…
Объединив две существующие технологии обработки изображений, исследователи смогли визуализировать живые клетки в 3D. Теперь они могут хоть сканировать раковые клетки, хоть прослеживать передачу сигнала от…
Искусственную нервную систему, которая может позволить протезам и роботам ощущать прикосновение, создали исследователи из Стэнфордского университета. Разработка чувствительна настолько, чтобы идентифицировать буквы в алфавите Брайля, а…
То, что пчёлы – крайне умные насекомые, известно давно. Карл Фриш за изучение их языка даже получил Нобелевскую премию. Однако они всё продолжают удивлять и удивлять. Пчёлы…
Для того, чтобы запомнить какой-либо маршрут, мы обычно ищем некие ориентиры, запоминаем их и отталкиваемся в планировании дальнейшего маршрута от их расположения. Исследователи из Германии…
Исследователи из Калифорнийского университета в Дэйвисе в рамках программы BRAIN Initiative создали новую сверхбыструю методику регистрации дофаминовой активности в мозге. Статья учёныхопубликована в журнале Science. Активация…
Память о полученном страшном опыте позволяет избавиться от страха. О нейробиологических основах этого явления в журнале Science рассказали швейцарские исследователи. Они выяснили, что поведенческая терапия на основе нейронной…
Ученые воспользовались технологией выращивания органоидов и внесли в ДНК стволовых клеток, которые стали основой имитации коры головного мозга, мутацию из генома неандертальца, расшифрованного около десяти…
На прошлой неделе новый выпуск Science порадовал всех любителей нейронаук превосходными обзорами, посвящёнными последним достижениям в понимании процессов, лежащих в основе развития мозга. Разумеется, в…
Микроглия всегда стояла особняком среди остальных глиальных клеток. Эта загадочная разновидность глии была впервые описана учеником Сантьяго Рамон-и-Кахаля Пио дель Рио Гортегой в 1919 году…
В течение последнего месяца в лидирующих журналах по нейронаукам – Neuron и Nature Neuroscience – вышли публикации, посвящённые самым разным аспектам работы нервной системы. Исследовали…
Миндалевидное тело (миндалина) – небольшой отдел головного мозга, получивший название за внешнее сходство с ядром миндального ореха. Иногда в русскоязычной литературе его называют амигдалой, но…