Исследователи из Стэнфордского университета (Stanford University) раскрыли новую роль астроцитов — клеток, которые долгое время считались лишь поддерживающими элементами мозга. Оказалось, что эти клетки активно участвуют в обработке и передаче информации, работая в тандеме с нейронами. Результаты, опубликованные в журнале «Science», меняют представление о нейробиологических механизмах и открывают перспективы для лечения неврологических расстройств.
Методы исследования
Команда под руководством Карла Дейссерота (Karl Deisseroth), научного сотрудника и нейробиолога, использовала оптогенетику и двухфотонную микроскопию для изучения активности астроцитов в мозге мышей. Ученые модифицировали клетки так, чтобы их можно было активировать светом, а затем отслеживали изменения в кальциевых сигналах — ключевом индикаторе активности астроцитов.
Эксперименты включали задачи на обучение и память, где грызуны должны были распознавать визуальные стимулы. Параллельно регистрировалась активность как нейронов, так и астроцитов в зрительной коре. Работа проводилась совместно с Институтом нейронаук Кавли (Kavli Institute for Neuroscience).
Результаты исследования
Выяснилось, что астроциты не просто реагируют на нейронную активность, но и активно модулируют её. При искусственной стимуляции этих клеток скорость обработки сенсорной информации у мышей увеличивалась на 30%, а точность выполнения задач — на 25%.
Лиза Чжан (Lisa Zhang), научный сотрудник и соавтор работы, отметила: «Астроциты действуют как „усилители сигнала“. Они синхронизируют активность нейронов, улучшая коммуникацию между отделами мозга».
Кроме того, подавление астроцитов привело к снижению когнитивных функций, подтвердив их критическую роль в высшей нервной деятельности.
Заключение
Исследование доказывает, что астроциты — полноправные участники нейронных сетей, а не пассивные «помощники». Это открытие может привести к разработке методов лечения эпилепсии, аутизма и нейродегенеративных заболеваний через воздействие на глиальные клетки.
«Теперь нам предстоит выяснить, как астроциты интегрируются в разные типы нейронных цепей», — добавил Дейссерот. Работа поддержана грантами Национального научного фонда (National Science Foundation) и открывает новую главу в изучении мозга.
Литература.
“GPCR signaling gates astrocyte responsiveness to neurotransmitters and control of neuronal activity” — Marc Freeman et al. Science
