ИА «Ореанда-Новости» Пресс-служба Российского научного фонда (РНФ) сообщил, что российские нейрофизиологи разработали метод создания новых связей между нейронами путём светового облучения вспомогательных клеток мозга, называющихся астроцитами.

Научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва) Анастасия Бородинова, на чьи слова ссылается пресс-служба РНФ, заявила, что использование различных светочувствительных белков изменяет внутриклеточные процессы в астроцитах, это позволяет регулировать интенсивность и качество передачи импульсов между нейронами. Данные исследований позволят управлять целыми нейронными системами в мозге в режиме нормальной работы и при патологических нарушениях.

В мозге человека содержатся не только нейроны, но и целый ряд вспомогательных клеток, изолирующих нервную систему от всего организма, очищающих нервные клетки от белкового мусора, выполняющих транспортные функции. Сбои в работе этих клеток, называемых астроцитами и микроглией, по представлениям учёных, являются причинами различных нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера. Правильность работы этих частиц мозга влияет на пластичность его работы, на скорость и эффективность образования новых связей между нейронами, а также на изменения характера взаимодействия в уже существующих цепях. Проблема влияния и управления работой микроглии и астроцитов давно интересовала нейрофизиологов с точки зрения изменения динамики связей между соседними с ними нейронами.

С этой целью российские специалисты поставили перед собой задачу изменения внутренней работы астроцитов путём внедрения в структуру клетки цепочек светочувствительных белков, подобным цепочкам аминокислот, содержащимся в сетчатке глаза или в фотосинтезирующей ткани бактерий. Для выполнения подобной операции были взяты два вида белков - ChR2 и Opto-альфа-1AR, по-разному реагирующими с ионами кальция и в целом имеющими разные принципы работы. Ионы кальция играют важную роль в работе всей нервной системы, в частности, в создании и «перепрограммировании» связей между нейронами.

Дальнейшие опыты с мышами и крысами показали, что активация белка ChR2 приводила к блокировке сигнала между нейронами, в то время как включение «подсветки» белка Opto-альфа-1AR вела к усилению взаимодействия между нейронами, приводя в состояние повышенной активности гены, отвечающие за формирование долговременной памяти. Данный механизм может быть использован для улучшения работы гипокампуса, отдела в мозге млекопитающих, отвечающего за память, а также к «перепрограммированию» связей между нейронами внутри него. В долгосрочной перспективе это поможет выяснить то, как устроена память и происходит процесс обучения, считают исследователи.

Владимир Мозалевский, ИА «Ореанда-Новости»