Ученые разгадали 125-летнюю тайну мозга
Группа ученых из Исследовательского Технологического Института Вирджинии Карилион раскрыла одну из самых старых тайн мозга и еще на шаг приблизилась к созданию эффективного лечения эпилепсии. Проектом руководил профессор Гарольд Сонтхаймер. Результаты исследования были опубликованы сегодня на официальном сайте института.
В 1893 году ученые и врачи впервые узнали, что в мозге существуют так называемые перинейрональные сети — загадочные структуры, обернутые вокруг нейронов. На протяжении 125 лет исследователям не удавалось хотя бы немного приблизиться к пониманию функций этих структур. Теперь исследовательская группа во главе с Харальдом Сонтхаймером, директором Центра глиальной биологии института определила, что перинейрональные сети модулируют электрические импульсы в мозге.
Изначально ученые пришли к этому результату, работая с лабораторными мышами, страдающими от эпилепсии, вызванной глиобластомой — смертельным раком мозга, который по началу чаще всего проявляется именно через припадки. Глиобластома — единственный тип рака, рост которого ограничен пространством. Поскольку череп блокирует опухоль от разрастания вовне, вредоносные клетки продуцируют возбуждающий химический нейротрансмиттер, называемый глютаматом, в избыточном количестве, из-за чего соседние клетки погибают, освобождая место для роста опухоли. Исследователи обнаружили, что глютамат нацелен на клетки мозга, производящие другой химический нейротрансмиттер под названием «ГАМК», который обычно успокаивает нейроны, не позволяя им выпускать электрические импульсы после передачи сигналов. Без ГАМК мозг становится слишком возбужденным, и начинаются припадки.
Помимо глютамата, опухоль также секретирует фермент, направленный на уничтожение окружающего внеклеточного матрикса, гелеобразного вещества, которое удерживает клетки мозга на месте. Ученые обнаружили, что этот фермент атакует перинейрональные сети, которые окружают в большинстве случаев именно ингибирующие ГАМК-нейроны. Лишившись сетей, нейроны утрачивали способность блокировать припадки. В то же время перинейрональные сети поддерживают обмен сигналами между нейронами, а потому их утрата может привести к катастрофическим последствиям, если они были обернуты вокруг тормозных нейронов: ферментативная деградация перинейрональных сетей была достаточной, чтобы индуцировать судороги — даже когда нейроны остались нетронутыми. Профессор Сонтхаймер отметил, что никто не предполагал, что сети могут иметь такое влияние на простые фундаментальные процессы мозга.
