Результаты ослабляют представление о том, что размер равен силе нейронных связей.

Расстройства обучения, памяти и поведения могут возникать, когда связи между нейронами, называемые синапсами, не изменяются должным образом в ответ на опыт. Ученые изучали эту «синаптическую пластичность» на протяжении десятилетий, но новое исследование, проведенное учеными из Института обучения и памяти Пикауэра Массачусетского технологического института, высвечивает несколько сюрпризов относительно некоторых основных механизмов, с помощью которых это происходит. Исследование также предполагает, что выяснение того, что лежит в основе некоторых из этих сюрпризов, может дать новые методы лечения расстройства, называемого ломкой X, которое вызывает аутизм.

Две классические формы синаптической пластичности заключаются в том, что синапсы либо становятся сильнее, либо ослабевают, а поддерживающие их крошечные структуры позвоночника становятся больше или меньше. Долгое время в этой области предполагалось, что эти функциональные и структурные изменения были тесно связаны: укрепление сопровождалось увеличением размера позвоночника, а ослабление предшествовало его усадке. Но исследование, опубликованное в Molecular Psychiatry, добавляет конкретные доказательства в поддержку более позднего взгляда, подкрепленного другими недавними исследованиями, о том, что эти корреляции не всегда верны.

«Мы видели эти нарушения корреляции между структурой и функцией», – сказал Марк Беар, профессор кафедры мозга и когнитивных наук Пикауэра и старший автор исследования. «Один из выводов заключается в том, что нельзя использовать размер позвоночника в качестве показателя силы синапсов – у вас могут быть слабые синапсы с большими выпуклыми шипами. Мы не единственные, кто доказывает это, но новые результаты в этом исследовании очень ясны. ”

Соавторами исследования являются бывшие сотрудники лаборатории Аврора Томазо и Микель Бош.

Размеры диссоциации

Для проведения исследования команда стимулировала пластичность с помощью двух разных нейронных рецепторов (называемых mGluR5 и NMDAR) в двух разных условиях (нейротипичные грызуны и грызуны, созданные с помощью мутации, вызывающей Fragile X). В Fragile X лаборатория Медведя обнаружила, что недостаток белка FMRP приводит к избыточному синтезу других белков, что приводит к слишком сильному ослаблению синапсов в области мозга, называемой гиппокампом, которая является важной областью для формирования памяти.

Первым сюрпризом исследования было то, что активация рецепторов mGluR5 вызывала ослабление, называемое долговременной депрессией (LTD), но не приводила к сокращению позвоночника ни у Fragile X, ни у контрольных мышей в течение как минимум часа. Другими словами, структурное изменение, которое должно было сопровождать функциональное изменение, на самом деле не произошло.

В случае с NMDAR две формы пластичности действительно встречались вместе, как у контрольных, так и у хрупких X-грызунов, но не без еще нескольких сюрпризов, скрывающихся прямо под поверхностью, которые еще больше диссоциировали функциональную и структурную пластичность. Когда команда заблокировала поток ионов (и, следовательно, электрический ток) в синапсах NMDAR, это предотвратило только их ослабление, но не сокращение. Чтобы предотвратить сокращение численности контрольных грызунов, исследователям пришлось поступить иначе: подавить синтез белка либо напрямую, либо путем ингибирования регулирующего белка mTORC1.

«Для нас это было довольно удивительно, – сказал Медведь. «Мы активно работаем над этим, чтобы лучше понять этот сигнал».

Новая возможность для Fragile X

По словам Медведя, если некоторые из сюрпризов в исследовании будут разрушительными, то еще один может дать новую надежду на лечение Fragile X. Это потому, что, хотя лаборатория Bear сосредоточила внимание на вмешательстве в путь mGluR для лечения Fragile X, новые эксперименты с участием NMDAR могут выявить дополнительный проспект.

Когда команда пыталась предотвратить сокращение шипов с помощью NMDAR у грызунов Fragile X, подавляя синтез белка или mTORC1 (как они это делали в контрольной группе), они обнаружили, что это не сработало. Как будто уже было слишком много белка, который способствует усадке. Команда даже смогла воспроизвести этот феномен Fragile X в контроле, сначала стимулировав mGluR5 – и последующий избыток синтеза белка – а затем продолжив активацию NMDAR.

В знак согласия с загадкой и беспорядком Беар начал называть эту предполагаемую потенциальную молекулу, способствующую усадке, «протеином X».

«Вопрос в том, что такое протеин X», – сказал Медведь. «Достаточно веские доказательства того, что существует быстро превращенный белок X, который сеет хаос в Fragile X. Теперь охота началась. Мы будем очень рады его найти».

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector