Спасти центр памяти

Специалисты из Томского государственного университета исследовали процессы, которые происходят во время тотального нарушения кровоснабжения головного мозга в гиппокампе. Этот  отдел также называют «менеджером памяти». Иммунные клетки центральной нервной системы пытаются его спасти, разрывая нервные связи и подавляя гипервозбуждение нейронов, так называемую эксайтотоксичность. Такие данные важны для формирования эффективных подходов профилактики ишемии головного мозга у людей из группы риска, например, с тяжёлыми кардиопатологиями. Результаты исследований опубликованы в журнале «International Journal of Molecular Sciences». 

"Несмотря на важность повреждения гиппокампа, особенности повреждений этого отдела при остановке сердца у людей и время появления этих повреждений плохо изучены, – сказала одна из авторов статьи, сотрудник лаборатории нейробиологии ТГУ Татьяна Ананьина. – Мы проследили эти изменения на модели тотальной ишемии у крыс, которые перенесли остановку сердца продолжительностью семь минут. Самые серьёзные нарушения происходят именно в гиппокампе, поскольку в эту зону приходит возбуждение от огромного количества нейронов из других областей мозга".

Гиппокамп участвует в процессе запоминания значимой информации. От его состояния зависит формирование эмоций, навигация и многое другое. Наш мозг сличает новые сигналы с воспоминаниями, хранящиеся в гиппокампе, а затем принимает решение о необходимости запоминания новой информации.

"Наряду с тем, что было прогнозируемо (гибель нейронов, воспаление и пр.), мы зафиксировали снижение уровня содержания миелина – важной составляющей нервных волокон, от состояния которой зависит скорость распространения электрических импульсов между нейронами, – добавила заведующая лабораторией нейробиологии ТГУ Марина Ходанович. – При тотальном нарушении кровоснабжения головного мозга из разных его отделов в гиппокамп поступают многочисленные сигналы SOS. Принимающие их нейроны не справляются, перегрузка приводит к их гибели".

Организм стремится предотвратить это, и тогда вмешивается микроглия – иммунные клетки мозга. Они не только борются с патогенами и поглощают остатки погибших клеток, но и обеспечивают его пластичность. У грызунов, которые во время эксперимента перенесли тотальную ишемию, клетки микроглии вытянулись в палочковидную форму и расположились вдоль миелинизированных отростков.

По словам ученых, микроглия такой формы разрушает синаптические контакты для разъединения нейронной сети и остановки потока внешних сигналов, избыток которых чреват гибелью нейронов в центре памяти.

"Известно, что микроглия способна прерывать связь между нейронами и перестраивать нейронные связи. Такой процесс, например, происходит при взрослении человека. Но в случае с ишемией головного мозга применительно к защите гиппокампа эта функциональная возможность пока не изучена, – добавила Марина Ходанович. – Исследования показали, что на 10-е сутки после временной остановки кровообращения микроглия ещё предпринимает попытки защищать гиппокамп, а на 30-е – уже нет. На этом сроке они занимаются только расчисткой – утилизацией остатков погибших клеток".

Специалисты зафиксировали и другие изменения в зоне повреждения - на 30-е сутки здесь отмечается значительное увеличение предшественников олигодендроцитов – клеток, обеспечивающих миелинизацию.

«Повзрослев», олигодендроциты работают над восстановлением миелина у оголенных аксонов – отростков, передающих импульсы от одних нейронов к другим. Полученные данные станут основой для создания новых подходов к терапии пациентов, перенесших остановку сердца или мозговой инсульт.