Научный руководитель Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН академик Павел Милославович Балабан рассказал о переосмыслении роли глиальных клеток в работе мозга и о новых проектах российских ученых. Среди новых проектов, разработанных совместно с коллегами из различных научных институтов и уже готовых к внедрению ― вирусный препарат, снимающий эпилепсию в любой части мозга, нейрогенетическое протезирование дегенеративной сетчатки и избирательное стирание памяти с помощью оксида азота.
«То, о чем я хочу рассказать, меняет наше понимание, что такое мозг, основываясь на последних данных и анализе в пространстве и во времени. <…> Одна из смен парадигмы связана с тем, какую роль играют глиальные клетки и, в частности, астроциты, напрямую взаимодействующие с нейронами. <…> На сегодняшний день ни один пациент с нейропатологиями не вылечен: мы все равно не понимаем, что такое память полностью, мы не можем управлять этим. <…> Электрохимические и биофизические процессы в нейронах длятся десятки минут после обучения, но консолидация и реконсолидация ― часы. Почему? Откуда берутся эти часы? Это вопрос времени. Этот показатель времени оказался очень критическим. И здесь нужно вспомнить о существовании глиальных клеток, которых в 8–10 раз больше, чем нейронов, но функции их в мозге абсолютно неизвестны. До самого последнего времени считалось, что глиальные клетки ― это метаболический придаток, передающий от кровеносных сосудов нейронам какие-то вещества, но они не генерируют импульсы и могут передавать информацию только к ближайшим соседям. Про глиальные клетки были известно довольно мало, хотя они составляют основное население мозга. Только в самое последнее время с применением нейрогенетических технологий удалось узнать, что каждый из астроцитов может координировать работу до 80 тыс. синаптических контактов нервных клеток. Это означает, что у этих клеток какая-то огромная роль. Мне понравилось сравнение, которое в своей книге приводит Эндрю Куб, считающий, что глиальные клетки ― это основа всего: основа памяти, основа функционирования мозга. <…> Глиальные клетки ― это основное население, а нейроны ― это всего-навсего транспорт, это передача информации между разными отделами мозга. Смена парадигмы заключается в том, что основное население мозга ― это глиальные клетки, и основные наши усилия в исследованиях нужно направить именно на эти клетки, а не на нервные клетки, которые занимаются просто передачей информации. Нам удалось с помощью оптогенетических технологий направленно, избирательно регулировать только глиальные клетки, разными путями: через один биохимический путь и другой. И оказалось, что с помощью такой избирательной информации, просто посветив светом в нужную область мозга, можно затормозить пластичность, любые изменения и память в гиппокампе или, наоборот, резко усилить пластичность и изменения в гиппокампе; то есть с помощью регуляции активности глиальных клеток можно управлять работой нервных клеток, которые, по сути, являются связующим звеном всего мозга. <…> Эпигенетические регуляторы синтезируются только в астроцитах. Становится понятно, что роль астроцитов и в пластичности, и в памяти огромна. Возможно, она даже решающая. Оказалось, что астроциты регулируют экспрессию генов самыми разными способами. Так откуда берутся эти часы (необходимые для консолидации и реконсолидации памяти ― Примеч. ред.)? Потому что астроциты общаются друг с другом и с нейронами через диффузию. Они выделяют экзосомы, вещества, в ответ на активацию их соседей ― нейронов. Если мы заблокируем общение астроцита и нейрона, мы заблокируем формирование и поддержание памяти».
Подробнее о работе глиальных клеток и новых методах лечения, разработанных российскими учеными ― в видеотрансляции выступления П.М. Балабана.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российской академии наук
Источник видеотрансляции: сайт РАН
Фото в тексте: Андрей Луфт / «Научная Россия»
Фотографии в галерее: из архива «Научной России»
