Ученые обнаружили путь, связывающий синаптическую активность с формированием памяти
Исследование, опубликованное в журнале Journal of Neuroscience, проливает новый свет на то, как клетки мозга передают важную информацию от конечностей к ядру, что приводит к активации генов, необходимых для обучения и памяти.
Исследователи выявили ключевой путь, который связывает то, как нейроны передают сигналы друг другу, или синаптическую активность , с экспрессией генов, необходимых для долгосрочных изменений в мозге, что дает важную информацию о молекулярных процессах, лежащих в основе формирования памяти .
«Эти результаты проливают свет на критически важный механизм, который связывает локальную синаптическую активность с более широкими изменениями экспрессии генов, необходимыми для обучения и памяти», — сказал Марк Делл'Аква, профессор фармакологии в медицинском кампусе Аншутц Университета Колорадо и старший автор исследования.
«Эта статья в основном представляет собой фундаментальное научное открытие фундаментального процесса работы нервных клеток. Понимание этой релейной системы не только расширяет наши знания о работе мозга, но и может помочь в разработке более обоснованных терапевтических методов лечения когнитивных расстройств».
Ядро, в котором контролируются гены, изменяющие функцию нейронов, находится на большом расстоянии от того места, где нейроны получают входные сигналы от своих синапсов, расположенных в отдаленных дендритах, которые отходят подобно ветвям от ствола дерева.
Это исследование фокусируется на связывающем белке элемента cAMP-response (CREB), транскрипционном факторе, который, как известно, регулирует гены, жизненно важные для динамических изменений в синапсах, что необходимо для нейронной коммуникации. Несмотря на хорошо документированную роль CREB в поддержке обучения и памяти, точные механизмы, приводящие к активации CREB во время нейронной активности, остаются неясными.
Используя передовые методы микроскопии, аспирантка Кэтлин Зент из исследовательской группы доктора Делл'Аккуа выявила важнейший механизм релейной связи, включающий активацию рецепторов и ионных каналов, генерирующих кальциевые сигналы, которые быстро передаются от синапсов в отдаленных дендритных разветвлениях к ядру в теле нейрона.
«В дальнейшем это исследование позволит нам лучше изучить, как эти пути используются при различных болезненных состояниях», — сказал Делл'Аква.
«Мы смогли увидеть, какие именно части этого нового механизма затронуты и где, что дало нам лучшее представление о том, как этот путь, влияющий на обучение и память, подвергается воздействию. Это исследование выделяет потенциальные цели для вмешательств, направленных на такие состояния, как болезнь Альцгеймера и другие расстройства, связанные с памятью».