Нейробиологи из США описали механизм удаления лишних синапсов у нервных клеток. Кроме того, они выяснили, что будет, если этот процесс отключить. Подробности описаны в статье для журнала Nature и кратко пересказаны в сообщении медицинского центра Стенфордского университета.
Ученые из шести разных научных и медицинских центров США, включая физический факультет университета Калифорнии и детскую больницу при гарвардской медицинской школе, подтвердили высказанное ранее предположение о том, что лишние связи между нейронами удаляются астроцитами. Исследователи установили два ключевых белка для удаления синапсов: MERKTK и MEGF10, после чего методами генной инженерии создали мышей, лишенных обоих белков.
Биологи не описали изменения в поведении животных, продолжительности их жизни и когнитивных способностях. В опубликованной работе основное внимание уделяется микроскопическим изменениям. Так, у мышат вскоре после рождения образовалось множество лишних связей между клетками сетчатки и латеральным коленчатым телом (отделом мозга, в котором происходит передача сигнала от сетчатки к зрительной коре). Вместо того, чтобы получать информацию только от одного глаза, нейроны оказались соединены с сетчаткой обоих глаз: ученые узнали это, пометив нервные волокна флуоресцентными красителями.
Исследование деградации лишних синапсов показало, что она проходит с участием рецепторов, которые аналогичны рецепторам макрофагов. Сам по себе процесс напоминает фагоцитоз. Важное отличие от фагоцитоза состоит в том, что астроциты поглощают не все синапсы без разбора, а только некоторые из них. При этом повышенная активность в синапсе не предотвращает деградации, а увеличивает ее вероятность. Каким образом астроциты «узнают» нужные синапсы, пока остается неясным. Исследователи обнаружили, что уменьшение активности клеток снижает число поедаемых астроцитами контактов, но не смогли найти маркеры, позволяющие сохранить синапс и связь между нейронами.
Астроциты являются одним из главных компонентов нервной ткани. На долю нейронов приходится меньшая часть клеток мозга: большую часть этого органа формируют клетки глии, которые долгое время рассматривались учеными как вспомогательные, обеспечивающие нейроны питанием и выполняющие ряд вспомогательных функций. Но новые данные, собранные в последние годы, позволяют предположить активную роль астроцитов в таких процессах, как формирование памяти.