Глиальные клетки помогают ориентироваться в пространстве

В головном мозге есть два разных типа клеток: нейроны и глиальные клетки. Последние гарантируют оптимальные условия работы для нервных клеток. Исследователи из Германии обнаружили еще одну функцию этих клеток у грызунов: определенный тип глиальных клеток играет важную роль в пространственном обучении, сообщает Боннский университет. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Когда мы попадаем в какое-то место в первый раз, мы запоминаем его особенности. А когда сталкиваемся с комбинацией этих черт в следующий раз, наш мозг распознает место: мы помним, что были там раньше. В этой работе ученые смогли показать, что так называемые астроглиальные клетки – астроциты – играют существенную роль в этом процессе запоминания. Они регулируют чувствительность нейронов к определенному сочетанию признаков. 

Исследователи внимательно изучили нейроны в гиппокампе грызунов. Гиппокамп — это область мозга, которая играет центральную роль в процессах памяти и особенно — в формировании пространственной памяти. Только в гиппокампе мыши насчитывается около миллиона «клеток места». Каждая реагирует на определенную комбинацию характеристик окружающей среды.

Клетки места имеют длинные отростки — дендриты. Они разветвлены, как крона дерева, и усеяны многочисленными контактными точками. Сюда поступает информация, которую наши органы чувств передают о каком-либо месте. Эти контакты называются синапсами. «Когда сигналы поступают во многие соседние синапсы одновременно, в дендрите возникает сильный импульс напряжения — так называемый дендритный спайк, — объясняет доктор Кирстен Бомбах, одна из авторов работы. — Этот процесс мы называем интеграцией дендритов: всплеск возникает только тогда, когда одновременно активно достаточное количество синапсов. Такие всплески движутся к телу клетки, где они могут вызвать другой импульс напряжения — потенциал действия».

«Клетки места» генерируют потенциалы действия через равные промежутки времени. Скорость, с которой они это делают, может сильно различаться. Однако, когда мыши ориентируются в новой среде, их «клетки места» всегда колеблются в особом ритме — тогда они генерируют от пяти до десяти импульсов напряжения в секунду. Этот ритм заставляет нервные клетки высвобождать определенные вещества-мессенджеры. И вот тут-то и появляются астроциты: у них есть сенсоры, к которым прикрепляются вещества-мессенджеры, и, в свою очередь, они выделяют особое вещество — D-серин. Затем D-серин мигрирует к дендритам «клеток места». Это гарантирует, что дендритные контактные точки развиваются легче. 

Если же у мышей подавить помощь астроцитов, грызуны с меньшей вероятностью узнают знакомые места. Однако, отмечают авторы работы, это не относится к особенно важным местам, например, тем, которые  представляют потенциальную опасность: животные по-прежнему избегают их (следовательно, узнают). 

[Фото: DR. KIRSTEN BOHMBACH/UNIVERSITY HOSPITAL BONN]