Мы, люди, теряем остроту ума как неприятный побочный эффект старения. А для людей с нейродегенеративными состояниями, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона, потеря когнитивных функций, часто сопровождаемая расстройствами настроения, такими как тревога, является мучительным опытом. Один из способов противостоять снижению когнитивных функций и беспокойству — стимулировать создание новых нейронов. Ученые Школы медицины Университета Северной Каролины впервые нацелились на определенный тип нейронов у мышей, чтобы увеличить производство нервных стволовых клеток и стимулировать создание новых взрослых нейронов, влияющих на поведение.
Нацеливание на эти клетки, как сообщается в журнале Nature Neuroscience , модулировало восстановление памяти и изменило тревожное поведение у мышей. По сути, ученые UNC повысили электрическую активность между клетками гипоталамуса и гиппокампа для создания новых нейронов — важный процесс, называемый нейрогенезом.
«Нацеливание на нейроны гипоталамуса для усиления нейрогенеза гиппокампа у взрослых не только принесет пользу функциям мозга , — сказал старший автор Хуан Сонг, доктор философии, доцент фармакологии, — но также обладает потенциалом для лечения когнитивных и аффективных нарушений, связанных с различными нарушениями работы мозга. расстройства».
Большинство нейронов, которые мы носим с собой на всю жизнь, были созданы до нашего рождения и организованы в раннем детстве. Но такой нейрогенез продолжается во взрослом возрасте и на протяжении всей жизни. На самом деле одной из причин снижения когнитивных функций и беспокойства и даже таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, является приостановка нейрогенеза.
Сонг, член Центра нейробиологии Университета Северной Каролины, изучает детальное взаимодействие между клетками мозга, которое поддерживает процесс нейрогенеза. Она знала, что нейрогенез гиппокампа взрослых играет критическую роль в памяти и обработке эмоций, и что активность нейронных цепей — представьте себе « электрическую активность » — регулирует этот процесс постоянно меняющимся образом.
Чего никто не знал, так это того, можно ли манипулировать этой активностью нейронной цепи, чтобы стимулировать нейрогенез до такой степени, что эффект будет восприниматься как изменение поведения, например, улучшение памяти или уменьшение беспокойства.
Чтобы увидеть эффект модуляции нейронной активности , лаборатория Сонга провела эксперименты под руководством соавторов Я-Донг Ли, доктора философии, и Ян-Цзя Луо, доктора философии, которые являются докторами наук. Они использовали оптогенетику — по сути, метод, использующий свет для запуска активности нейронов — в небольшой структуре мозга, называемой супраммиллярным ядром (SuM). SuM расположен внутри области гипоталамуса головного мозга; это помогает управлять вещами от познания до передвижения и сна/бодрствования.
Когда исследователи Сонга постоянно стимулировали нейроны SuM, они обнаружили сильное стимулирование нейрогенеза на нескольких стадиях. Они наблюдали повышенное производство нервных стволовых клеток и создание новых взрослых нейронов с улучшенными свойствами. Затем оптогенетическая стимуляция этих новых нейронов изменила память и тревожное поведение.
«Мы также показываем, что нейроны SuM очень реагируют, когда мыши сталкивались с новыми вещами в своей среде», — сказал Сонг. «На самом деле, в новой среде мышам нужны эти клетки для нейрогенеза».
Нарушение нейрогенеза гиппокампа у взрослых коррелирует со многими патологическими состояниями, такими как старение, нейродегенеративные заболевания и психические расстройства. «Поэтому, — добавил Сонг, — нацеливание на нейроны гипоталамуса для усиления нейрогенеза гиппокампа у взрослых не только принесет пользу функциям мозга, но также может лечить когнитивный и аффективный дефицит, связанный с различными расстройствами головного мозга».
