Ученые раскрыли новый механизм формирования памяти

Нейроны, клетки мозга, ответственные за передачу химических и электрических сообщений, долгое время считались ключевыми участниками формирования памяти, но новое исследование на грызунах предполагает, что у этих клеток есть другой важный партнер.

Полученные результаты могут иметь значение для исследований памяти и связанных с ней заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.

Обнаруженные в стенках капиллярах клетки-партнеры, называемые перицитами, имеют решающее значение для регулирования кровотока в мозге, формирования кровеносных сосудов, контроля проникновения иммунных клеток в центральную нервную систему, а также для создания и поддержания гематоэнцефалического барьера - тонкой границы клеток, которая позволяет перемещаться между мозгом и кровью только избранным молекулам.

В дополнение к этим функциям перициты также работают с нейронами для формирования и хранения долговременных воспоминаний, согласно исследованию, опубликованному 2 октября в журнале Neuron.

"Теперь у нас есть более четкое понимание клеточных механизмов, которые позволяют воспоминаниям как формироваться, так и храниться, - пояснила в заявлении Кристина Альберини, старший автор исследования и профессор неврологии в Нью-Йоркском университете (NYU). - Это важно, потому что понимание взаимодействия между различными типами клеток поможет нам продвигать терапию, направленную на устранение проблем, связанных с памятью".

В новом исследовании авторы рассмотрели белок, называемый инсулиноподобным фактором роста 2 (IGF2), выработка которого резко возрастает в гиппокампе, ключевой области мозга для создания долговременных воспоминаний, после обучения. Например, наблюдается всплеск IGF2 после того, как животное приучили бояться сценариев, которые у них ассоциируются с легким ударом электрическим током по ноге.

Исследователи обнаружили, что у мышей и крыс перициты вырабатывают большую часть этого IGF2 в гиппокампе. Это производство, по-видимому, было вызвано активностью близлежащих нейронов; начиная формировать воспоминания, нейроны в гиппокампе посылают друг другу шквал химических сообщений, и каналы связи между этими клетками начинают укрепляться. Исследователи пока не уверены, как это активирует близлежащие перициты, но, похоже, что нейроны запускают процесс формирования памяти.

В других экспериментах исследователи остановили выработку IGF2 перицитами, но не остановили другие типы клеток, такие как нейроны и клетки, образующие соединительную ткань, называемые фибробластами. Это не только препятствовало способности грызунов создавать долговременные воспоминания — например, об объектах, которые они были обучены распознавать, — но и блокировало действие генов, которые обычно включаются в нейронах во время формирования памяти.

Эти эксперименты предполагают, что перициты должны вырабатывать IGF2, чтобы нейроны успешно создавали долговременную память. 

В дальнейшем авторы хотят выяснить, взаимодействует ли IGF2 с другими типами клеток мозга и происходит ли аналогичное взаимодействие между нейронами и перицитами в других частях мозга. В своей статье они написали, что было бы полезно понять, задействован ли этот механизм во всех перицитах гиппокампа или только в выборочной группе из них.

"Эта работа соединяет важные точки между недавно обнаруженной функцией перицитов в памяти и предыдущими исследованиями, показывающими, что перициты либо теряются, либо работают неправильно при нескольких нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера и другие виды деменции", - говорится в заявлении соавтора исследования Бенджамина Бессьера, постдокторанта из Нью-Йоркского университета.

Но необходимы дополнительные исследования, особенно на людях.