Принятие решений во время целенаправленного поведения – это совещательный процесс, в котором задействованы разные области мозга, который учитывает плюсы и минусы каждого варианта. Эти когнитивные операции у людей и животных решающим образом поддерживаются префронтальной корой головного мозга. В этой области мозга функции двух основных классов нервных клеток – возбуждающих пирамидных клеток и тормозных интернейронов – были тщательно исследованы, достаточность нейронов для обработки информации была давним предположением о вычислениях в мозге. Однако в каждой области мозга также есть несколько типов глиальных клеток, в том числе большая популяция звездчатых астроцитов.
Последние данные доктора. Группа Переа предположила, что, помимо роли астроцитов в поддержании синаптической передачи, эти клетки могут воспринимать и реагировать на синаптически высвобождаемый тормозной нейромедиатор ГАМК. Тем не менее, связь астроцитов и нейронов в мозговых цепях и ее поведенческий результат оставались неизвестными. Это исследование было направлено на изучение того, активно ли астроциты участвуют в обработке информации, регулирующей поведенческие действия, и сосредоточено на функциональных последствиях передачи сигналов ГАМКергическими астроцитами.
Эксперименты первого автора исследования Dr. Медерос в Испании и Германии и ее анализ больших наборов зарегистрированных данных в сотрудничестве с ведущей группой системных нейробиологов в США.S., показали, что астроциты медиальной префронтальной коры модулируют баланс торможения / возбуждения в нейронных сетях, контролирующих принятие решений.
Изучая активность нескольких одиночных нейронов и потенциал локального поля в mPFC у ведущих мышей, авторы обнаружили, что генетическая абляция подтипа ГАМК-рецепторов (ГАМКАР) в астроцитах изменяет специфическую колебательную гамма-активность и возбуждающие свойства кортикальных нейронов. Гамма-осцилляции – это форма синхронизированной активности больших популяций нейронов. Гамма-колебания участвуют в восприятии, рабочей памяти и других когнитивных функциях, и, как было показано ранее доктором. Лаборатория Пономаренко, в динамическом задействовании нейронной обработки во время адаптивно критического поведения.
Активация префронтальных астроцитов с использованием оптогенетики, технологии индуцированной светом активации клеток, которые были генетически сделаны светочувствительными, вызвала усиление кортикальной тормозной синаптической передачи, активацию локальных нейронов, гамма-осцилляции и улучшение когнитивных функций. Примечательно, что дефицит рабочей памяти у мышей с астроцитарным удалением GABABRs можно было исправить оптогенетической стимуляцией астроцитов.
Эта работа определяет астроциты как центр контроля торможения в корковых цепях, обеспечивая независимый путь для поведенчески релевантной средней временной шкалы регуляции обработки корковой информации и последовательного целенаправленного поведения.
Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.