Новое исследование Университета Джона Хопкинса показывает, что клетки мозга, окружающие нейроны мыши, делают гораздо больше, чем просто заполняют пространство. По словам исследователей, клетки, названные астроцитами из-за их звездообразного вида, могут отслеживать и реагировать на соседнюю нервную активность, но только после активации химическим веществом норэпинефрином. Поскольку астроциты могут изменять активность нейронов, результаты показывают, что астроциты могут помочь контролировать способность мозга фокусироваться.
Исследование включало наблюдение за клетками мозга живых активных мышей в течение длительных периодов времени. Комбинация генно-инженерных мышей и продвинутой микроскопии позволила исследователям визуализировать активность сетей астроцитов в различных областях мозга, чтобы узнать, как контролируются эти многочисленные поддерживающие клетки.
Ученые наблюдали за астроцитами в области мозга, отвечающей за управление движением, и увидели, что клетки часто увеличивали свою активность, когда мыши ходили по беговой дорожке, но не всегда, и иногда астроциты становились активными, когда животные не двигались. Это отсутствие согласованности подсказало исследователям, что астроциты не реагируют на соседние нейроны, как считалось.
Точно так же астроциты в области обработки зрения мозга не обязательно становились активными, когда мышей стимулировали светом, но они иногда были активными, даже в темноте. Команда решила обе загадки, когда проверила идею о том, что астроцитам нужен сигнал для "разбуди их" прежде, чем они смогли ответить на соседние нейроны. Так они обнаружили, что норэпинефрин, широко распространенный в головном мозге сигнал «бей или беги», заставляет астроциты в обоих местах "слушать" на близлежащую нейронную активность.
"Астроциты – одни из самых распространенных клеток головного мозга, но мы очень мало знаем о том, как ими управлять и как они влияют на работу мозга," говорит Дуайт Берглс, доктор философии.D., профессор нейробиологии, который руководил исследованием. "Поскольку формирование памяти и другие важные функции мозга требуют состояния внимания, нам интересно узнать больше о том, как астроциты помогают создавать это состояние."
Например, Берглес говорит, "Мы знаем, что астроциты могут регулировать местный кровоток, обеспечивать нейроны энергией и высвобождать сигнальные молекулы, которые изменяют активность нейронов. Они могут делать что-то или все эти вещи в ответ на активацию. Также возможно, что они действуют как своего рода мегафон для передачи локальных сигналов норэпинефрина каждому нейрону в головном мозге." Как бы то ни было, теперь исследователи знают, что астроциты – не бездельники. Эта способность изучать сетевую активность астроцитов у животных, когда они делают разные вещи, поможет выявить, как эти клетки способствуют работе мозга.
Это исследование будет опубликовано в журнале Neuron 18 июня.