Наш мозок являє собою вкрай складну структуру, більшість аспектів якої досі залишаються незрозумілими для науковців. Проте нещодавні дослідження не лише пролили світло на механізми навчання та пам'яті, а й відкрили нові перспективи у боротьбі з тяжкими захворюваннями.
Недавнє дослідження вчених виявило критичний шлях, яким нейрони передають інформацію від своїх кінцівок, таких як дендрити, до їхнього ядра, що дає змогу активувати гени, життєво важливі для навчання і пам'яті. Це відкриття проливає світло на молекулярні процеси, які пов'язують синаптичну активність із довгостроковими змінами в мозку, що дає значне уявлення про формування пам'яті та когнітивних функцій, а також підказки до лікування когнітивних ускладнень, пише University of Colorado Anschutz Medical Campus.
Фокус.Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших та найзахоплюючих новин у сфері науки!
Дослідження, яке очолював Марк Делл'Аква, професор фармакології на Медичному кампусі Університету Колорадо Аншутц, було опубліковане в журналі Journal of Neuroscience. У цій роботі розглядалися механізми, що дозволяють нейронам узгоджувати локальну синаптичну активність з експресією генів у ядрі клітин.
"Ця дослідження являє собою, по суті, одну з найзначніших наукових відкриттів, що стосуються основних механізмів функціонування нервових клітин, -- зазначає Делл'Аква. -- Освоєння цих релейних систем не лише поглиблює наше розуміння мозкових процесів, але й може надати більш надійні підстави для розробки терапевтичних підходів до лікування когнітивних розладів."
Отримані результати вчених виокремили роль білка, що зв'язує елемент cAMP-відповіді (CREB), транскрипційного фактора, який регулює гени, критично важливі для синаптичних змін. Зв'язувальний білок cAMP-реактивного елемента (CREB) -- це свого роду "перемикач" усередині клітин нашого мозку, який контролює активацію певних генів.
Коли нейрони у вашому мозку активізуються, наприклад, під час навчання новим навичкам або згадування інформації, сигнали надходять до CREB. Відреагувавши на ці сигнали, CREB активує потрібні гени, що сприяє змінам у клітинах мозку, покращуючи їхню здатність до взаємодії. Це є ключовим аспектом формування довготривалої пам'яті та процесу навчання.
Для простоти розуміння можна уявити CREB як спосіб клітини мозку увімкнути світло в кімнаті, сповненій інструментів, необхідних для створення міцніших зв'язків між нейронами. Без цього процесу мозку було б набагато складніше вчитися нового або зберігати спогади.
Хоча значення CREB для навчальних процесів і пам'яті давно стало відомим, це дослідження пролило світло на конкретні механізми, які активують його під час нейронної активності. Завдяки сучасним методам мікроскопії, аспірантка Кетлін Зент разом зі своєю командою виявила релейну систему, що включає кальцієві сигнали, які виникають внаслідок активації рецепторів і іонних каналів у дендритах.
Ці сигнали швидко досягають ядра, що призводить до активації CREB та наступної експресії генів. Такий механізм дозволяє нейронам інтегрувати вхідні сигнали, які надходять через віддалені синапси, і перетворювати їх у тривалі функціональні та структурні зміни. Дослідження показує, як нейрони успішно долають фізичні бар'єри, що виникають через відстань між синаптичними з'єднаннями та ядром.
Делл'Аква підкреслив потенційні наслідки цього відкриття для розуміння захворювань, що впливають на пам'ять. "Ми можемо побачити, які саме частини цього нового механізму піддаються втручанню і де саме", -- пояснив він, зазначивши, що ці знання можуть допомогти в розробці методів лікування таких захворювань, як хвороба Альцгеймера та інших когнітивних розладів.
Сфокусування на специфічних елементах цього процесу може надати вченим можливість протистояти порушенням експресії генів, що асоційовані з даними захворюваннями. Хвороба Альцгеймера та її наслідки для пам'яті є серйозною проблемою, яка має глобальний характер. За інформацією Всесвітньої організації охорони здоров'я, більше 55 мільйонів людей у світі страждають на деменцію, і прогнозується, що кожні 20 років ця цифра майже подвоюватиметься.
Дослідження молекулярних механізмів формування пам'яті, подібні до цієї роботи, можуть зіграти вирішальну роль у пом'якшенні цієї проблеми громадської охорони здоров'я. Досягнення в розумінні того, як активуються гени, пов'язані з пам'яттю, можуть прокласти шлях до створення лікування, яке сповільнить або поверне назад навіть найсерйозніші когнітивні порушення.
Раніше видання Фокус повідомляло, що регулярна гігієна ротової порожнини може сприяти ранньому виявленню хвороби Альцгеймера. Ця недуга виявляється через різні симптоми, серед яких значне зниження моторних функцій, що може виявлятися навіть у звичайних повсякденних справах.
Фокус також зазначав, що можна протистояти хворобі Альцгеймера завдяки правильному харчуванню. Дослідження продемонструвало, що зміна способу вживання їжі здатна суттєво поліпшити стан пацієнтів, які страждають на цю недугу.
#Знання #Нейрон #Деменція #Кінцівка (анатомія) #Мозок #Пізнання #Симптом #Клітина (біологія) #Пам'ять #Джин. #Зуб #Хвороба Альцгеймера #Синапс #Ядро клітини #Експресія генів #Дендрит #Фармакологія #Приймач #Іонний канал #Кальцій
