Новый инструмент исследования продемонстрировал, что происходит в мозге во время обучения

Их подход, основанный на измерении количества белков, вырабатываемых отдельными типами клеток мозга, может ответить на основные вопросы о том, как зарождаются многочисленные заболевания мозга, при которых пластичность нарушается.

Команда учёных разработала систему для введения специально помеченной аминокислоты — строительного материала белков — в один тип нейрона за один раз. По мере того как клетки производили новые белки, они включали аминокислоту азидонорлейцин в свои структуры. Отслеживая, какие белки содержат азидонорлейцин с течением времени, исследователи могли обнаружить новые белки и отличать их от других.

Как сообщает издание MedicalXpress, группа профессора Клайна из Scripps Research использовала азидонорлейцин для отслеживания того, какие белки были произведены после того, как мыши испытали всплеск мозговой активности, имитируя то, что происходит, когда мы воспринимаем окружающий мир. Команда сосредоточилась на кортикальных глутаматергических нейронах, основном классе клеток мозга, ответственных за обработку сенсорной информации. После увеличения нервной активности исследователи обнаружили, что в нейронах изменились уровни 300 различных белков. В то время как две трети увеличивались во время всплеска мозговой активности, синтез оставшейся части снижался. Анализируя роль этих так называемых «белков-кандидатов на пластичность», учёные смогли получить общее представление о том, как они могут влиять на пластичность. Например, многие белки связаны со структурой и формой нейронов, а также с тем, как они взаимодействуют с другими клетками. Эти белки предоставляют способ, с помощью которого активность мозга может немедленно начать влиять на связи между клетками.

Кроме того, ряд белков был связан с тем, как ДНК упакована внутри клеток; изменение этой упаковки может повлиять на гены, к которым клетка может получить доступ и использовать в течение длительного периода времени. Это указывает на то, что очень короткий всплеск мозговой активности может привести к более устойчивой перестройке мозга.

Клайн утверждает, что новый инструмент может дать представление о заболеваниях мозга и его старении путём сравнения того, как активность мозга влияет на выработку белка в молодом и пожилом возрасте, а также в здоровом и больном мозге.