Исследователи из Нидерландского института нейробиологии (NIN) показали, что специализированные агрегаты молекул, окружающие нервные клетки мозга, перинейрональные сети, имеют решающее значение для регулирования связей между нервными клетками, которые контролируют двигательную память. Открытие, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), дает новое понимание того, как воспоминания формируются и хранятся в мозгу.
Перинейрональные сети влияют на обучение
По мере того как мозг стареет, контакты между нервными клетками (синапсами) становятся менее гибкими, поскольку они заключены в сеть белков и углеводов, называемую перинейрональной сетью. В текущем исследовании исследователи NIN (группа Verhaagen и группа De Zeeuw) в сотрудничестве с Туринским университетом и Кембриджским университетом вызвали замечательное ремоделирование церебральных синапсов. Они улучшили обучаемость мышей, используя мощный молекулярный инструмент для разрушения перинейрональных сетей. Однако способность мышей запоминать то, что они узнали, была нарушена, что указывает на то, что для хранения полученной информации требуются неповрежденные перинейрональные сети. "Это первый раз, когда было показано, что изменения в перинейрональных сетях играют важную роль в моторном обучении и памяти," говорит Даниэла Карулли, исследователь NIN и первый автор этого исследования.
Замена перинейрональных сетей
Дети могут учиться намного лучше взрослых, от овладения новым языком до игры на музыкальном инструменте. Это возможно благодаря гибкости (или "пластичность") связей между нервными клетками в молодом мозге. Пластичность также способствует более быстрому восстановлению после черепно-мозговой травмы. "Мы обнаружили, что перинейрональные сети жестко контролируют обучение и память в мозгу взрослого человека," объясняет Карулли. Исследователи исследовали хорошо изученный тип обучения, называемый кондиционированием моргания, который зависит от мозжечка, области мозга, участвующей в моторных функциях. "Наши результаты показывают, что перинейрональные сети уменьшаются во время фазы обучения кондиционирования моргания глаз, но восстанавливаются на более поздних этапах, когда воспоминания консолидируются," Карулли продолжает.
Еще многое предстоит узнать о том, как именно перинейрональные сети регулируют пластичность и, следовательно, когнитивные функции. Это очень важно с точки зрения поиска терапевтических стратегий для борьбы со снижением когнитивных функций у пожилых людей или пациентов с неврологическими расстройствами.