Мозг как мышцы: ученые неожиданно подтвердили древнюю поговорку

Многие люди сравнивают мозг с мышцами, используя фразы вроде "используй его или потеряешь" и обсуждая способы усиления когнитивных способностей. Хотя сама мозговая ткань значительно отличается от мышц, недавние исследования показывают, что некоторые ее функции могут иметь удивительное сходство с поведением мышц, пишет IFLScience.

У Фокус.Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Исследование, проведенное учеными из Медицинского института Говарда Хьюза, выявило механизм в клетках мозга, который отражает способ, которым мышцы получают сигналы к сокращению.

Исследование под руководством Лорены Бенедетти сосредоточено на эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) — клеточной структуре, имеющей решающее значение для синтеза и регуляции белков.

Бенедетти наблюдала четкое лестничное расположение молекул вдоль дендритов, разветвленных отростков нервных клеток. Подобный паттерн независимо от Бенедетти заметил Стефан Заальфельд на изображениях клеток мозга мух, что привлекло внимание старшего исследователя Дженнифер Липпинкотт-Шварц.

Сходство этих паттернов со структурами, обнаруженными в мышечных клетках, побудило к дальнейшим исследованиям. В мышечной ткани белки юнктофилины облегчают контакт между ЭР и клеточной мембраной, позволяя высвобождению кальция вызывать сокращение.

Команда обнаружила, что юнктофилины также существуют в дендритах, образуя структурированные точки контакта между ЕР и внешней мембраной. Это позволило предположить об их потенциальной роли в передаче сигналов по нервным клеткам.

Бенедетти и ее коллеги предположили, что эти участки действуют как усилители, помогая кальциевым сигналам эффективно путешествовать на большие расстояния внутри нейронов.

Когда нервные сигналы стимулируют высвобождение кальция из ЭР, активируется белок CaMKIII. Этот белок влияет на силу сигналов, передаваемых по нейрону, подобно серии усилителей вдоль кабеля связи. Выводы предлагают новое понимание того, как процессы обучения и памяти функционируют на клеточном уровне.

Важно Неизвестная болезнь из Китая вызывает детскую слепоту: что известно

Как отмечает Липпинкотт-Шварц, даже Альберт Эйнштейн однажды сравнил мышление с тренировкой мышц, а современная наука, возможно, обнаруживает более глубокую связь между этими двумя процессами.

Это открытие может иметь значительные последствия для понимания состояний, связанных с памятью, таких как деменция, и совершенствования подходов к неврологическим исследованиям.