Цивилизация
Ученые из Массачусетского технологического института обнаружили, что мозг взрослых мышей содержит миллионы «молчащих» синапсов — незрелых связей между нейронами, которые остаются неактивными до определенного события. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Нервные клетки имеют дендриты — отростки, принимающие сигналы с помощью особых структур — синапсов. На поверхности дендритов имеются рецепторы, которые реагируют на нейротрансмиттеры (например, глутамат) — сигнальные молекулы, которыми обмениваются нервные клетки.
Ученые пометили эти рецепторы с помощью сложного метода, в результат получив изображения с очень высоким разрешением. На них они обнаружили множество филоподий — нитевидных отростков, отходящих от дендритов. Авторы показали, что филоподии и являются молчащими синапсами.
Они обнаружили, что филоподии имеют рецепторы NMDA, но не рецепторы AMPA. Типичный активный синапс имеет оба этих типа рецепторов, которые связывают нейротрансмиттер глутамат. При отсутствии AMPA-рецепторов синапсы не могут проводить электрический ток, почему и называются «молчащими».
Авторы также продемонстрировали, что могут заставить активные синапсы «замолчать» или «заговорить», причем активировать их было значительно проще. Это может быть связано с существованием в мозге особого механизма защиты от перезаписывания воспоминаний.
Полученные данные подтверждают ранее предложенную теорию, согласно которой мозг взрослых животных имеет высокопластичные и стабильные синапсы. Первые можно задействовать для формирования новых воспоминаний, а вторые используются для хранения старых воспоминаний.
Ученые планируют изучить, связаны ли количество и функция этих синапсов со старением и нейродегенеративными заболеваниями, а также выяснить, имеются ли «молчащие» синапсы у людей.
До сих пор считалось, что молчащие синапсы присутствуют только на раннем этапе развития, когда они помогают мозгу усваивать новую информацию, которую он получает в начале жизни. Существование этих молчащих синапсов может помочь объяснить, как взрослый мозг способен постоянно формировать новые воспоминания и узнавать новое, не изменяя существующие обычные синапсы.