Новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB), показало, что естественные колебания гормонов во время эстрального цикла у мышей резко изменяют структуру их нейронов и активность в гиппокампе. Гиппокамп — ключевая область мозга, ответственная за обучение и память. Используя передовую лазерную микроскопию, ученые наблюдали, что высокие уровни эстрогена увеличивают плотность дендритных шипов и усиливают распространение сигнала в нейронах. Эти изменения критически важны для синаптической пластичности, способности мозга формировать новые нейронные связи.
Для своих исследований команда использовала двухфотонную лазерную сканирующую микроскопию. Они отслеживали образование и обрезку дендритных шипов у мышей на протяжении нескольких четырехдневных эстральных циклов. Эти циклы аналогичны 28-дневному менструальному циклу у человека. Ученые обнаружили, что во время фазы проэструса, когда уровни эстрадиола достигают пика, нейроны гиппокампа образуют больше дендритных шипов. Однако эти шипы затем обрезаются по мере продвижения цикла через овуляцию.
Исследователи также изучили потенциал действия нейронов и то, как сигнал распространяется через них. Они обнаружили, что во время пика эстрадиола обратный сигнал обрабатывается дальше в дендритах, что может иметь значение для пластичности мозга. Это означает, что нейроны получают больше входных сигналов и реагируют на них по-разному в зависимости от уровня гормонов.
Результаты исследования подчеркивают важность учета эндокринных факторов в исследованиях нейробиологии. Гормональная пластичность является широко распространенным явлением, и ее понимание может открыть новые возможности для медицины. Ученые предполагают, что гормональные циклы могут влиять на когнитивные функции, такие как память и обучение, не только у женщин, но и у мужчин.
«Мы подозреваем, что есть какая-то адаптивная эволюционная цель, — сказал Майкл Гоб (Michael Goeb), старший автор статьи, опубликованной в журнале Neuron. — Причина, по которой рецепторы гормонов яичников находятся в гиппокампе, вероятно, связана с обучением и памятью. Мы не точно знаем, что это такое, но мы думаем, что это важно».
Эти результаты также имеют сильные последствия для людей. Работа соавтора Эмили Джейкобс (Emily Jacobs) показала, что эндокринные ритмы в менструальном цикле связаны со структурными изменениями в гиппокампе человека. Это открытие может помочь в разработке персонализированных методов лечения, учитывающих фазу гормонального цикла.
Литература.
“The estrous cycle modulates hippocampal spine dynamics, dendritic processing, and spatial coding” by Michael Goard et al. Neuron
