«Мы долго рассматривали перестройку сети мозга связей как только область нейронов», сказала Аня Мэджевска, доктор философии, адъюнкт-профессор в Отделе Нейробиологии в Медицинском центре Университета Рочестера (URMC) и ведущем авторе исследования. «Эти результаты показывают, что точно поставленное взаимодействие между многократными типами клеток необходимо, чтобы выполнить формирование и разрушение связей, которые позволяют надлежащую передачу сигналов в мозгу».Исследование – другой пример существенного изменения в понимании ученых роли, что иммунная система, определенно клетки, названные микроглией, играет в поддержании функции мозга.
Микроглия, как долго понимали, была стражами центральной нервной системы, патрулируя мозговой и спинной мозг и переходя к действию, чтобы искоренять инфекции или проглотить ткань мертвой клетки. Однако ученые теперь начинают ценить, что в дополнение к служению в качестве первого оборонительного рубежа мозга у этих клеток также есть лелеющая сторона, особенно поскольку это касается связей между нейронами.Формирование и удаление физических связей между нейронами – критическая часть поддержания, что здоровый мозг и процесс создания новых путей и сетей среди клеток головного мозга позволяют нам поглотить, изучить, и запомнить новую информацию.«Сеть мозга связей похожа на сад», сказала Ребекка Лауэри, аспирант в лаборатории Мэджевски и соавтор исследования. «Не только делает это требует питания и здоровой окружающей среды, но время от времени Вы должны сократить мертвые отделения и полоть сорняки, чтобы позволить новым цветам расти».
В то время как эта постоянная перестройка нейронных сетей – названный нейропластичностью – хорошо понималась в течение некоторого времени, основные механизмы, которыми связи между клетками головного мозга установлены и сломаны, ускользнули от ученых.Выполняя эксперименты у мышей, исследователи использовали известную модель имеющей размеры нейропластичности, наблюдая, как клетки реорганизовывают свои связи, когда визуальная информация, полученная мозгом, уменьшена с двух глаз до одного.Исследователи нашли, что в микроглии мозгов мышей ответил быстро на изменения в нейронной деятельности как мозг, адаптированный к обработке информации только от одного глаза.
Они заметили, что микроглия предназначалась для синаптической расселины – деловой конец связи, которая передает сигналы между нейронами. Микроглия «потянула» соответствующие связи, физически разъединив один нейрон от другого, оставляя другие важные связи неповрежденными.Это подобно тому, что происходит во время инфекции или травмы, при которой микроглии активированы, быстро проводят к травмированному месту и удаляют мертвую или больную ткань, оставляя здоровую ткань нетронутой.Исследователи также точно определили один из ключевых молекулярных механизмов в этом процессе и заметили, что, когда единственный рецептор – названный P2Y12 – был выключен, микроглия прекратила удалять связи между нейронами.
Эти результаты могут обеспечить новое понимание беспорядков, которые являются характеризуемым сенсорной или познавательной дисфункцией, такой как расстройства спектра аутизма, шизофрения и деменция. Возможно, что, когда функция сокращения синапса микроглии прервана или когда клетки по ошибке удаляют неправильные связи – возможно, из-за наследственных факторов или потому что клетки слишком заняты, в другом месте борясь с инфекцией или травмой – результату ослабляют, сигнализируя между клетками головного мозга.
«Эти результаты демонстрируют, что микроглия – динамический и составной компонент сложного оборудования, которое позволяет нейронам реорганизовывать свои связи в здоровом зрелом мозгу», сказал Грейсон Сайп, аспирант в лаборатории Мэджевски и соавтор исследования. «В то время как больше работы должно быть сделано, чтобы полностью понять этот процесс, это исследование может помочь нам понять, как генетика или разрушение иммунной системы способствуют неврологическим расстройствам».