Авторы нового исследования утверждают, что астроциты могут ощущать изменения и реагировать на них. Эти процессы являются ключевыми для формирования памяти и изменения поведения. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Trends in Neuroscience.
Кто такие астроциты?
Долгое время считавшиеся «мозговым клеем», звездообразные клетки, называемые астроцитами, помогают регулировать кровоток, синаптическую активность, поддерживать здоровье нейронов и играть важную роль в дыхании. Несмотря на растущее признание астроцитов, многое остается неизвестным о роли, которую эти клетки играют в помощи нейронам и мозгу в обработке информации.
«Мы считаем, что астроциты могут добавить новые данные к нашему пониманию того, как внешняя и внутренняя информация объединяется в мозге», — комментирует Натан Смит (Nathan Smith), профессор неврологии в Институте неврологии Дель Монте при Университете Рочестера (Del Monte Institute for Neuroscience at the University of Rochester).
В своей работе ученые изучают, как астроциты могут играть ключевую роль в способности мозга одновременно обрабатывать внешнюю и внутреннюю информацию.
«Необходимы дополнительные исследования этих клеток, чтобы понять их роль в процессе, который позволяет человеку иметь соответствующую поведенческую реакцию, а также способность создавать соответствующую память, чтобы управлять будущим поведением».
То, как наш организм интегрирует внешнюю информацию с внутренней, имеет важное значение для выживания. Когда в этих процессах что-то идет не так, могут появиться поведенческие или психические симптомы. Смит и соавторы исследования указывают на доказательства того, что астроциты могут играть ключевую роль в этом процессе.
Предыдущие исследования показали, что астроциты чувствуют момент, когда нейроны отправляют сообщение, и могут одновременно воспринимать сенсорные входы. Эти внешние сигналы могут исходить от различных органов чувств, таких как зрение или обоняние. Астроциты реагируют на этот приток информации, изменяя свою передачу сигналов кальция Ca2+, направленную к нейронам, предоставляя им наиболее подходящую информацию для реагирования на стимулы. Авторы предполагают, что эта передача сигналов Ca2+ астроцитами может быть основным фактором того, как нейроны общаются и что может произойти, когда сигнал нарушается. Но многое еще неизвестно о том, как астроциты и нейромодуляторы, сигналы, посылаемые между нейронами, работают вместе.
«Астроциты — это тип клеток мозга, который зачастую упускают из виду в системной нейробиологии», — добавляет Смит. «Мы считаем, что дисфункция астроцитарной передачи сигналов кальция может быть основным фактором расстройств, характеризующихся нарушением сенсорной обработки, таких как болезнь Альцгеймера и расстройство аутистического спектра».
Помимо поглощения избытка калия, сами астроциты могут вызывать падение уровня калия вокруг нейрона, останавливая передачу нейронных сигналов. Это исследование впервые показало, что астроциты не только связаны с нейронами, они также могут влиять на действия нейронов.
«Я думаю, как только мы поймем, как астроциты интегрируют внешнюю информацию из этих различных внутренних состояний, мы сможем лучше понять некоторые неврологические заболевания. Более полное понимание их роли поможет продвинуть будущую возможность нацеливания на астроциты при неврологических заболеваниях», — заключает Смит.
Связь между нейронами и астроцитами намного сложнее, чем считалось ранее. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что астроциты могут ощущать изменения и реагировать на них — процесс, который важен для изменения поведения и формирования памяти.
Авторы исследования считают, что если больше узнать об астроцитах, это приведет к лучшему пониманию когнитивной функции и приведет к прогрессу в лечении и уходе за пациентами.
Авторы другого исследования утверждают, что астроциты могут быть связаны с заиканием.