Когда дело доходит до контуров, составляющих обонятельную систему, кажется, что чем меньше, тем лучше. Подобно добавлению и устранению дополнительных синапсов, которые помогают точно настроить мозговые схемы, обонятельная система продолжает производить и удалять нейроны на протяжении всей жизни. Однако не совсем понятно, как и почему одни новорожденные нейроны сохраняются, а другие удаляются. Теперь новое исследование, опубликованное Cell Press в выпуске журнала Neuron от 8 сентября, показывает, что как обонятельные ощущения во время кормления, так и последующий период покоя способствуют как вероятности того, что новый обонятельный нейрон избежит элиминации и будет включен в существующие схемы.
У мышей обонятельные нейроны называются "гранулярные клетки" генерируются и включаются в нейронные цепи от рождения до взрослого возраста. Около половины этих нейронов интегрированы в существующие схемы, а другая половина удаляется в результате процесса, называемого апоптозом. Механизмы, лежащие в основе процесса отбора, недостаточно изучены, хотя некоторые подсказки были получены из исследований, показывающих, что синаптическое устранение, связанное с памятью и обучением, зависит от цикла сна и бодрствования.
Исследовательская группа, возглавляемая старшим автором исследования доктором. Масахиро Ямагути из Токийского университета исследовал, могут ли различные периоды поведения также влиять на пластичность обонятельной системы. "Мы были заинтересованы в том, чтобы определить, происходит ли отбор рожденных у взрослых гранулярных клеток в обонятельной луковице непрерывно в течение дня или это происходит в связи с определенными поведенческими состояниями," объясняет доктор. Ямагути.
Используя комбинацию поведенческого анализа и техники окрашивания, которая позволила обнаруживать апоптотические клетки, Dr. Ямагути и его коллеги наблюдали, что обширная элиминация гранулярных клеток, рожденных взрослыми, происходила сразу после того, как мыши поели, то есть в течение времени, когда мыши проявляли типичное поведение после еды, такое как отдых, длительный уход и сон. Интересно, что когда это поведение было нарушено, апоптоз был предотвращен. Исследователи также отметили, что степень апоптоза регулируется предшествующим обонятельным сенсорным опытом. Сенсорная депривация (закупорка одной ноздри) усиливала апоптоз гранулярных клеток, особенно в течение периода времени после кормления. Авторы предполагают, что сенсорный опыт, таким образом, служит для "ярлык" ключевые синапсы и предотвратить их устранение во время последующего сна.
"Наши результаты показывают, что обширная структурная реорганизация цепей обонятельной луковицы происходит в период после кормления и что эта реорганизация отражает сенсорный опыт предыдущего периода бодрствования," заключает доктор. Ямагути. "Сложные механизмы зависимой от опыта реорганизации обонятельной луковицы, вероятно, будут обнаружены в рамках двух последовательных поведенческих периодов: периода бодрствования с обонятельным поведением и периода отдыха / сна, который следует за обонятельным поведением."