Внезапно: стала известна новая функция почти половины клеток головного мозга

Исследователи из Университета Тафтса обнаружили ранее неизвестную функцию, которую выполняет почти половина клеток головного мозга!

В экспериментах на мышах учёные установили, что клетки мозга, известные как астроциты, проявляют электрическую активность и могут взаимодействовать с нейронами — основными клетками, передающими информацию в нервной системе.

Ранее исследователи не считали эти клетки электрически активными.

Поясним, что в мозге человека астроциты действуют так же, как и в мозге грызунов.

Это открытие позволяет приступить к совершенно новым исследованиям в области неврологии, и однажды привести к лечению многих расстройств, от эпилепсии до болезни Альцгеймера и черепно-мозговых травм.

Всё сводится к тому, как именно астроциты взаимодействуют с нейронами. Через сложный набор электрических и химических сигналов нейроны передают информацию между различными областями мозга, а также между мозгом и остальной нервной системой.

До сих пор учёные считали, что астроциты важны, но в меньшей степени участвуют в этой деятельности. Астроциты направляют рост аксонов, длинных тонких отростков нейронов, проводящих электрические импульсы дальше по цепочке.

Они также контролируют так называемые нейротрансмиттеры — химические вещества, которые обеспечивают передачу электрических сигналов по всему мозгу и нервной системе.

Кроме того, астроциты создают гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), защищающий головной мозг от попадания в него нежелательных веществ с кровотоком, и реагируют на повреждения нервной системы.

И теперь набор функций астроцитов пополнился активным электрическим взаимодействием с нейронами!

​В мозге нашли два новых типа клеток с неизвестной функцией читайте также

Чтобы сделать это открытие, команда разработала уникальную методику, которая позволяет исследователям видеть и изучать электрические свойства взаимодействий клеток головного мозга, которые ранее невозможно было наблюдать.

Новая технология отображает электрическую активность с помощью света. Именно это позволило учёным увидеть, что астроциты, как и нейроны, проводят сигналы.

Чтобы нейроны могли общаться между собой им нужны нейротрансмиттеры, или нейромедиаторы. Учёные знали, что астроциты могут высвобождать нейротрансмиттеры, помогая нейронам оставаться здоровыми и активными, "усмиряя разбушевавшихся" и "подбадривая сонных".

Новое исследование показало, что нейроны также выделяют ионы калия, которые изменяют электрическую активность астроцитов и то, как они контролируют нейротрансмиттеры.

Таким образом, объясняют авторы работы, нейрон контролирует то, что делает астроцит, и они "общаются" между собой. Такого способа коммуникации нервных клеток исследователи ранее не предполагали.

Открытие перекрёстных взаимодействий астроцитов и нейронов поднимает множество вопросов о том, как эта связь изменяется при патологии головного мозга и какую роль астроциты играют в развитии, обучение и работе памяти.

Это заставляет исследователей переосмыслить все известные функции астроцитов, и то, как их электрическая активность может влиять на широкий спектр неврологических заболеваний.

​Создан самый подробный перечень типов клеток в коре головного мозга читайте также

Например, при болезни Альцгеймера астроциты не контролируют нейротрансмиттеры, хотя это одна из их основных функций, объясняют авторы. Аналогичные проблемы возникают при черепно-мозговой травме и эпилепсии.

В течение многих лет учёные думали, что, возможно, проблема вызвана отсутствием определённого белка или мутацией, из-за которой создаваемый организмом белок "отказывается" работать.

"Было высказано предположение, что накопление внеклеточного калия в головном мозге способствует развитию эпилепсии и патологических мигреней, – рассказывает Мориц Армбрустер из Университета Тафтса. – Это новое исследование даёт нам лучшее понимание того, как астроциты избавляются от этих накоплений и помогают поддерживать баланс возбуждения".

Сейчас исследователи проверяют, могут ли существующие лекарства как-то влиять на нейрон-астроцитарные взаимодействия.

Кроме того, новая технология, благодаря которой было сделано это открытие, предлагает новый подход к визуализации активности головного мозга.

До сих пор, к примеру, не было возможности визуализировать активность калия в мозге или изучить, как калий участвует в процессах сна, метаболизма, при травмах и инфекциях головного мозга .

​Спровоцировать болезнь Альцгеймера могут бактерии, попадающие в мозг из носа читайте также

Теперь же учёные передают эти инструменты другим лабораториям, чтобы они могли использовать те же методы для изучения интересующих их вопросов.

Исследование было опубликовано в научном журнале Nature Neuroscience.

Ранее мы писали о создании первой карты развития человеческого мозга и открытиях, которые она позволила сделать. Также мы рассказывали об открытии нового типа клеток, которые встречаются исключительно в мозге человека.

Больше важных новостей из мира науки и медицины вы найдёте в разделах "Наука" и "Медицина" на медиаплатформе "Смотрим".

Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.