Современные исследования все больше фокусируются на когнитивных процессах на молекулярном уровне. Недавние работы показывают, что воспоминания не могут формироваться без воспалительных процессов, а также подчеркивают важность сна для усвоения новой информации.
Freepic
Группа ученых из различных университетов США изучила, как сеть субклеточных структур в эндоплазматической сети клеток головного мозга способствует улучшению памяти и обучения. Результаты их работы опубликованы в журнале Cell.
Авторы исследования обратили внимание на повторяющийся узор, который наблюдается у млекопитающих вдоль дендритов мозговых клеток, рассматриваемых как отростки, принимающие сигналы. Этот узор напоминал структуру лестницы.
Ученые также обнаружили аналогичные структуры только в мышечной ткани, которые помогают клеткам «общаться» посредством кальциевых сигналов, инициируя сокращения мышц. Исследователи предположили, что контактные участки, расположенные вдоль дендритов, передают кальциевые «сообщения» в мозг аналогичным образом. Эксперименты подтвердили эту гипотезу — сигнал заставляет кальций поступать в дендриты через ионные каналы и вызывает высвобождение дополнительного кальция из эндоплазматической сети. Этот приток кальция активирует белок, который играет важную роль в процессах запоминания и обучения, меняя свойства плазматической мембраны и усиливая передаваемый сигнал.
По словам ученых, они смогли выявить новый механизм, позволяющий внутриклеточным сигналам преодолевать значительные расстояния и обрабатываться в мозге. Это открытие делает более понятным явление синаптической пластичности — способности нейронов усиливать или ослаблять свои связи, что позволяет млекопитающим запоминать информацию и обучаться. Изучение этих процессов на молекулярном уровне имеет важное значение как для понимания нормальной работы мозга, так и для диагностики нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.
