Исследования на грызунах показали, что нейроны — не единственные клетки, которые создают воспоминания в мозгу

Нейроны, клетки мозга, ответственные за передачу химических и электрических сообщений, уже давно считаются ключевыми игроками в формировании памяти, но новые исследования на грызунах показывают, что у клеток может быть незамеченный, но решающий помощник. Результаты могут иметь значение для исследований памяти и связанных с ней заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. 

Находящиеся в стенках крошечных кровеносных сосудов, называемых капиллярами, сотрудники, называемые перицитами, имеют решающее значение для регулирования кровотока в мозге, формирования кровеносных сосудов, контроля проникновения иммунных клеток в центральную нервную систему, а также формирования и поддержания кровообращения. Это своего рода мозговой барьер, тонкая граница клеток, которая позволяет только избранным молекулам перемещаться между мозгом и кровью. 

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Neuron, в дополнение к этим функциям перициты также работают с нейронами, формируя и сохраняя долговременную память. 

«Теперь у нас есть более четкое понимание клеточных механизмов, которые позволяют формировать и хранить воспоминания. Это важно, потому что понимание взаимодействия между различными типами клеток поможет нам разработать методы лечения, направленные на устранение нарушений, связанных с памятью», — сказала старший автор исследования профессор Кристина Альберини из Нью-Йоркского университета.

В новом исследовании авторы изучили белок под названием инсулиноподобный фактор роста 2 (IGF2), выработка которого резко возрастает в гиппокампе, ключевой области мозга, ответственной за формирование долговременных воспоминаний, после обучения. Например, уровень IGF2 повышается после того, как животное приучают бояться ситуаций, которые у них ассоциируются с легким ударом электрического тока по лапе. 

У мышей и крыс исследователи обнаружили, что перициты производят большую часть IGF2 в гиппокампе. Это производство, по-видимому, было вызвано активностью близлежащих нейронов; Когда нейроны гиппокампа начинают формировать воспоминания, они посылают друг другу шквал химических сообщений, и каналы связи между этими клетками начинают становиться сильнее. Исследователи пока не уверены, как это активирует близлежащие перициты, но похоже, что нейроны запускают процесс воспоминаний.  

В других экспериментах исследователи остановили производство IGF2 перицитами, но не остановили производство других типов клеток, таких как нейроны и клетки соединительной ткани, называемые фибробластами. Это не только препятствовало способности грызунов создавать долговременные воспоминания — например, об объектах, которые они были обучены распознавать, — но также блокировало действие генов, которые обычно включаются в нейронах во время формирования воспоминаний.

В совокупности эти эксперименты позволяют предположить, что перицитам необходимо вырабатывать IGF2, чтобы нейроны могли успешно создавать долговременную память.

В дальнейшем авторы хотят выяснить, взаимодействует ли IGF2 с другими типами клеток мозга и происходит ли подобное сотрудничество между нейронами и перицитами в других частях мозга. В своей статье они написали, что было бы полезно понять, затрагивает ли этот механизм все перициты гиппокампа или только избранную их группу. 

Полученные результаты могут улучшить наше понимание заболеваний головного мозга, которые связаны с потерей долговременной памяти, таких как болезнь Альцгеймера, которая также связана с дисфункцией перицитов.

«Эта работа связывает важные точки между недавно открытой функцией перицитов в памяти и предыдущими исследованиями, показывающими, что перициты либо теряются, либо нарушаются при некоторых нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера и другие виды деменции», — сказал соавтор исследования Бенджамин Бессьер из Нью-Йоркского университета. 

Но необходимы дополнительные исследования, особенно на людях. 

«Наше исследование дает новый взгляд на биологию памяти, хотя необходимы дополнительные исследования для дальнейшего понимания роли перицитов и сосудистой системы в памяти и ее заболеваниях», — сказала Альберини.