Ученые из США выяснили, как сеть субклеточных структур в эндоплазматической сети клеток головного мозга улучшает память и способность к обучению. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Ученые обратили внимание на повторяющийся узор, напоминающий лестницу, по всей длине дендритов (отростков, принимающих входящие сигналы) клеток мозга. Данная структура наблюдается у всех млекопитающих.
Специалисты заметили, что подобный узор характерен только в мышечной ткани. Благодаря такой структуре мышцы «общаются» друг с другом с помощью кальциевого сигнала и сокращаются.
Авторы работы предположили, что контактные участки, расположенные вдоль дендритов, так же, как и мышцы, передают кальциевые сигналы в мозг. И их гипотеза подтвердилась.
Под воздействием сигнала кальций поступает в дендрит через белки ионных каналов, которые находятся в местах контакта. В результате дополнительный кальций высвобождается из эндоплазматической сети, из-за чего активируется белок, который играет важную роль в процессах запоминания и обучения.
Белок изменяет свойства плазматической мембраны — внешней оболочки клетки. Это приводит к усилению сигнала, который передается по мембране.
По словам ученых, им удалось раскрыть ранее неизвестный механизм, позволяющий внутриклеточным сигналам преодолевать большие расстояния и обрабатываться в мозге. Также специалисты получили новые знания о явлении синаптической пластичности — усиления или ослабления нейронных связей, позволяющих млекопитающим запоминать информацию и учиться.
Исследовать этот процесс на молекулярном уровне важно, чтобы знать, как работает мозг в норме и при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера.
Ранее ученые обнаружили в мозге механизм, помогающий преодолевать страх.
