Нейробиология

Мыши, которым блокируют «переписывание» воспоминаний из краткосрочной памяти в долгосрочную, быстро забывают, чему они научились. Но оказывается, даже у таких животных полученный опыт не полностью стирается из мозга. Нервные цепочки, в которых «записано» воспоминание, у животных с амнезией сохраняются, но связи между такими клетками непрочные. А самое главное — не формируется система связей, которая должна активировать нужную цепочку в ответ на определенные стимулы. Тем не менее с помощью оптогенетики можно пробудить и такие «спящие» воспоминания.

Раньше для оптогенетических манипуляций использовали управляемые светом натриевые каналы, с помощью которых можно было активировать нервные клетки. А теперь биоинженеры создали управляемый светом калиевый канал, с помощью которого можно, наоборот, сбрасывать потенциал на мембранах нейронов и других клеток.

Наш герой, как и любой нобелевский лауреат, обладает весьма нестандартной научной биографией. Во-первых, по-хорошему, его премия — премия за работу гистолога, за открытие метода окраски препаратов нервной ткани, которым пользуются до сих пор. Во-вторых, именно этот метод в итоге и похоронил теорию строения нервной ткани, которой он придерживался. Зато позволил узнать много нового, что и подчеркнуто в формулировке Нобелевского комитета: «в знак признания трудов о структуре нервной системы». А в-третьих, наш герой еще и подарил свое имя одной из органелл клетки, которую то открывали, то закрывали. Звали героя Камилло Гольджи.

Ацетилхолин — не самое знаменитое вещество, но он играет важную роль в таких процессах, как память и обучение. Давайте приоткроем завесу тайны над одним из самых недооцененных нейромедиаторов нашей нервной системы.

«В глубине души» — это выражение мы используем в случае, когда говорим о каких-то представлениях, лежащих в основе нашего мировосприятия. Порой мы не всегда готовы с ними согласиться, но знаем, что они верны и влияют на нашу жизнь. В глубине нашего мозга находится скопление нервных клеток, которое влияет на нас: изменяет память, внимание, поведение. Отростки этих нейронов устремляются к различным отделам коры, чтобы на месте из синапсов выделилось вещество со знакомым нам названием — норадреналин.

Профилактика и лечение заболеваний человека — основные задачи современной биомедицины. Незаменимыми помощниками ученых для их решения являются лабораторные животные, в особенности крысы. Крысы очень схожи с человеком по составу крови, структуре тканей, физиологическим реакциям в ответ на различные воздействия и т.д. Это делает лабораторных крыс прекрасным объектом для моделирования большого количества заболеваний человека, изучения патологических процессов, создания лекарств и разработки профилактических мероприятий. В статье речь пойдет именно об этих «тружениках» науки, которые ценою жизни способствуют прогрессу в науке и медицине.

Глубокая стимуляция мозга помогает в исследованиях нейронных сетей, в лечении заболеваний нервной системы, включая нейродегенеративные, и некоторых психических расстройств. Однако пока это инвазивный и неизбирательный метод: при необходимости стимулировать только одну группу нейронов электрический ток возбуждает всё вокруг. Изящный вариант воздействия на отдельные нервные клетки предложили ученые из США.

Чтобы понять, какие именно молекулярные механизмы «подняли» кору мозга человека на принципиально иной уровень сложности по сравнению с другими животными, ученые сравнили активности регуляторных генетических элементов человека, мыши и макака резуса на разных стадиях эмбриогенеза. Оказалось, что у человека многие регуляторные элементы существенно отличаются от мышиных и обезьяньих эпигенетическим ландшафтом: профилем модифицированных гистонов, «маркирующих» только активные энхансеры и промоторы. Человеческие энхансеры с метками активности позволяют регулируемым генам транскрибироваться в большем числе мозговых структур и отвечают за размножение клеток-предшественников нейронов, регуляцию их клеточного цикла и синтез внеклеточного матрикса. Благодаря этим процессам кора головного мозга человека становится сложнее уже на ранних стадиях развития.