Можете ли вы вспомнить запах цветов в саду вашей бабушки или мелодию, которую всегда насвистывал дедушка? Некоторые детские воспоминания, кажется, запечатлелись в вашем мозгу. На самом деле, существуют критические периоды, в течение которых мозг усваивает и сохраняет глубокие когнитивные привычки и воспоминания. Структура, отвечающая за их сохранение, называется перинейрональной сетью.
Эта внеклеточная структура обволакивает определённые нейроны, тем самым стабилизируя существующие синаптические связи между ними и предотвращая образование новых. Но что если бы мы могли удалить перинейрональную сеть и восстановить адаптивность мозга? Нейробиологиня Сандра Зигерт (Sandra Siegert) и её исследовательская группа в Институте науки и технологий Austria обнаружили и описали два многообещающих метода, позволяющих это сделать.
Всё началось четыре года назад, когда исследователи дали мышам кетамин и заметили, что он влияет на реактивность микроглии. Микроглия обычно рассматривается как иммунные клетки мозга. Однако последние исследования показали, что она также взаимодействует с нейронами. Реактивные клетки микроглии способны поглощать синапсы и даже целые нейроны, что часто наблюдается на поздних стадиях болезни Альцгеймера.
— Сильная реакция микроглии на кетаминовый наркоз удивила нас. Но мы не видели ни синапсов, ни исчезновения мёртвых нейронов. Поэтому мы были озадачены, чем же на самом деле питаются клетки микроглии,
Оказалось, что это питание — перинейрональная сеть, которая защищает и стабилизирует связи между нейронами.
Исследователи дали мышам ещё три дозы кетамина и увидели значительную потерю перинейрональной сети в их мозгу. Понадобилось семь дней, чтобы она восстановилась.
Нейроны общаются, посылая друг другу электрические импульсы. Они координируются и создают волны сигналов — так называемые мозговые волны, — на которые может влиять внешняя сенсорная информация, например, свет, попадающий в глаза.
— Ранее было показано, что свет, мерцающий 40 раз в секунду — с частотой 40 герц — может стимулировать микроглию к удалению бляшек при болезни Альцгеймера. Но это не удаляло перинейрональную сеть,
Но когда ученые поместили мышей в боксы со светом, мерцающим 60 раз в секунду, это дало такой же эффект, как и лечение кетамином.
Уже существующие способы удаления перинейрональной сети длительны и чрезвычайно инвазивны. Терапия высокой дозой кетамина, а тем более 60-герцовое облучение мерцающим светом гораздо безобиднее. Поэтому они могут открыть новые подходы к лечению людей.
Как только блокировка перинейрональной сети в мозге ослабевает, нейроны снова становятся чувствительными к новым входным сигналам, и могут образовываться новые синапсы. Восстанавливая пластичность, можно, например, потенциально переписать травматический опыт и лечить посттравматическое стрессовое расстройство.
— Но мы очень осторожны, потому что в этот период становления также может произойти что-то травмирующее,
Ещё одна тема, которую исследователи хотят изучить, — молекулярные механизмы, стоящие за их открытием и до сих пор не до конца понятные.
