Цивилизация
Изучение прогностических свойств метаболизма нейронов поможет расширить знания о том, как человек учится и запоминает, считают российские специалисты из Высшей школы экономики и их коллеги из Университета штата Нью-Йорк в Буффало. Анализ результатов исследований молекулярных механизмов обучения и памяти был опубликован в журнале Neuroscience & Biobehavioral Reviews.
«Когда группы специализированных нейронов работают вместе, мы действуем и получаем поведенческий результат, а нейроны — свой микрорезультат: необходимые им метаболиты. Этот процесс может быть назван метаболической кооперацией клеток. В нее вступают не только нейроны, но и глиальные, соматические, железистые, мышечные и другие клетки в масштабах всего организма. Этот принцип работы клеток лежит в основе научения. По сути своей научение — это создание общих для организма (общеорганизменных) групп метаболически кооперирующих клеток, которые обеспечивают поведение человека», — пояснил профессор ВШЭ, заведующий лабораторией психофизиологии им. В.Б. Швыркова Института психологии РАН Юрий Александров.
Также авторы статьи сформулировали задачи будущих экспериментальных исследований для изучения механизмов общеорганизменной метаболической кооперации клеток как ключевой закономерности научения. По мнению исследователей, такой подход может стать прорывом в изучении поведения злокачественных клеток и разработке способов лечения рака.
Ранее исследователи из Медицинской школы Калифорнийского университета в Дэвисе выяснили предназначение скопления белков на поверхности клеток мозга в гиппокампе — области, важной для обучения и сохранения значимой информации. Как выяснилось, белки обеспечивают функционирование кальциевой сигнальной системы в клетках, жизненно важных с точки зрения активации экспрессии генов.
Нарушение покрывающих клетки гиппокампа скоплений клеток может приводить к серьезным неврологическим расстройствам, однако до сих пор было неясно, почему так происходит. Как выяснилось, эти белки представляют собой ионные каналы — шлюзы, через которые атомы, лишенные электронов, попадают в клетку. Обмен этими ионами — один из основных способов взаимодействия нейронов друг с другом для передачи паттернов сигналов от одной группы клеток к другой, для обработки и консолидации памяти.
Передача сигналов кальция хорошо изучена в дендритах — протяженных участках нейронов, которые отвечают за передачу сообщений между клетками, но до сих пор не проводилось детальных исследований того, как передача сигналов кальция работает внутри самих нейронов. Как объясняют исследователи, эти нейронные скопления можно считать «высококонсервативными» — они сохранялись относительно неизменными на протяжении миллионов лет эволюции. Это указывает на их ключевую роль для функционирования как беспозвоночных, так и позвоночных, включая человека.