Исследователи из Института Janelia (Janelia Research Campus) и Гарвардского университета (Harvard University) совершили прорыв в понимании роли астроцитов — ненейрональных клеток мозга. Ранее считалось, что астроциты выполняют лишь вспомогательные функции, но теперь доказано, что они играют ключевую роль в регуляции поведения через медленные биохимические цепи.
Методология
В ходе исследования ученые изучали поведение рыбок данио. Они обнаружили, что астроциты реагируют на норэпинефрин, высвобождая АТФ (аденозинтрифосфат), который затем превращается в аденозин. Аденозин, в свою очередь, действует как нейромодулятор, сигнализируя нейронам о прекращении плавания, когда прогресс становится бесполезным.
Для расшифровки этого процесса команда использовала множество датчиков, которые позволили определить молекулы, высвобождаемые астроцитами. Было установлено, что АТФ, высвобождаемый астроцитами, не действует напрямую на нейроны, а превращается во внеклеточном пространстве в аденозин. Это открытие было подтверждено блокировкой аденозиновых рецепторов на нейронах, что привело к изменению поведения рыбок данио.
Рекомендации
Результаты исследования подчеркивают важность включения информации о ненейрональных клетках, таких как астроциты, в исследования мозга. Это открытие может иметь значительные последствия для понимания психических заболеваний и разработки новых методов лечения.
«Я думаю, что преобладающая точка зрения заключается в том, что многие из вычислений, важных для поведения, выходят из моделей связи между нейронами», — говорит Алекс Чен (Alex Chen), научный сотрудник лабораторий Аренс (Arrens) в Институте Janelia и Энгерта (Engert) в Гарвардском университете.
«Эта работа показывает, что мы должны понимать биохимические вычисления и другие формы ненейрональной информации и объединить их с информацией о связях между нейронами, чтобы по-настоящему понять, что делает мозг».
Старший научный сотрудник Института Janelia Миша Аренс (Misha Ahrens) добавляет: «Включение этих путей чаще в исследования психиатрических условий имеет большой смысл. Знание того, что большая часть нейромодуляции, лежащей в основе функции мозга и дисфункции, протекает через астроциты, подтверждает рассмотрение этой новой клеточной группы как потенциальной терапевтической мишени».
Заключение
Эти исследования открывают новые горизонты в понимании работы мозга и могут привести к разработке новых методов лечения психических заболеваний. Астроциты, которые ранее считались лишь вспомогательными клетками, теперь признаны ключевыми участниками регуляции поведения.
«Этот путь, по-видимому, сохраняется у разных видов, от мух и рыб до млекопитающих, поэтому это может быть эволюционным древним мотивом», — говорит Алекс Чен.
Литература.
“Norepinephrine changes behavioral state through astroglial purinergic signaling” by Alex Chen et al. Science
