00:00
USD :0.00
EUR :0.00
00:00
USD :0.00
EUR :0.00
Поиск по сайту:
Главная Интересы Новости Калейдоскоп Обучение способствует росту нервных клеток

Локатор визитов на эту страницу
Обучение способствует росту нервных клеток
Новости Калейдоскоп

Нейробиологам удалось пронаблюдать за изменениями нервных клеток во время обучения животных. Знание особенностей этого процесса может существенно помочь в понимании природы памяти, а следовательно, и в поиске методов лечения различных ее нарушений. Ученые из Лангонского медицинского центра при Нью-Йоркском университете проследили за изменениями в нервных клетках с помощью нового метода, который еще меньше десяти лет назад казался если не фантастикой, то чем-то за гранью возможного: исследователи наблюдали отдельные клетки прямо сквозь череп. Этот метод позволяет разглядывать детали в тысячные доли миллиметра.

Очевидное – невероятное

 Как проследить за изменениями в мозге животного? Эта проблема является источником головной боли для нейробиологов во всем мире – ведь даже у круглого червя C.elegans, снискавшего репутацию одного из наиболее примитивных животных, можно насчитать свыше 300 нервных клеток, при этом интересующие ученых изменения могут происходить в любой из них и затрагивать отросток длиной в сотые доли миллиметра. И это прозрачный червячок, которого в буквальном смысле слова можно просветить насквозь, просто положив на источник света. А если речь идет о мыши, то перед биологами предстает мозг уже с десятками миллионов нервных клеток, причем непрозрачный и находящийся внутри черепа. Представьте, что вам надо, глядя на город из иллюминатора самолета, выяснить, к примеру, часы работы банковского отделения или устройство коробки передач автомобиля – перед учеными стоит в общем-то похожая по сложности задача. Чтобы ее решить, биологов необходимо извлечь мозг, заморозить его, а потом послойно изучить под микроскопом. Если сравнивать мозг животных до и после обучения, то в процессе исследования можно узнать много интересного. Здесь, правда, придется смириться с мыслью о неизбежной гибели животного, которое до этого несколько недель обучали ориентироваться в лабиринте и которое, возможно, стоит несколько сотен евро. Жалко, безусловно, – но до недавних пор альтернатив методу не было. Существенного прогресса в такого рода исследованиях удалось добиться с помощью… микроскопа, который заглядывает в мозг сквозь череп и не повреждает его, а дает картинку с изображением клеток коры головного мозга без вреда здоровью животного.

Мутанты и лазеры

Уникальная установка, просвечивающая лазером череп и позволяющая наблюдать нервные клетки, – это только одна из новых технологий, которые были применены учеными для исследования памяти. Сам по себе микроскоп в лучшем случае позволил бы увидеть сложнейшую сеть нейронов, погруженных в глиальную ткань: вопреки распространенному заблуждению мозг состоит далеко не только даже не столько, если считать по количеству) нервных клеток. Нейроны окружены множеством клеток, предоставляющих им питательные вещества и даже наматывающих на нервы слои изоляции. Через все это проходят кровеносные сосуды, и искать в этом переплетении что-то новое для науки, даже имея серию снимков, крайне затруднительно. Потому в исследовании участвовали не обычные лабораторные мыши, а генно-модифицированные. В мозгу этих грызунов некоторые нейроны синтезировали желтый флуоресцентный белок, и потому нервные клетки в буквальном смысле слова при просвечивании коры лазерным лучом светились на фоне всех остальных клеток. Ученым удалось добиться того, что флуоресцентная метка синтезировалась не всеми нейронами подряд, а только нейронами из пятого слоя коры. За счет этого биологи увидели даже не всю кору, а лишь определенный ее слой, который был намечен заранее. И после того, как мутантные мыши были получены из питомника, а микроскоп отлажен – начался собственно эксперимент. Эксперименты В первом исследовании мышей учили бегать по вращающемуся цилиндру. Эта несложная задача тем не менее привела к тому, что у грызунов на поверхности нейронов в моторной, отвечающей за движения коре начали формироваться дополнительные отростки, так называемые дендритные шипики. Исследователи убедились в том, что у сидящих в клетках и не выпущенных во вращающийся цилиндр мышей такого не наблюдается, и продолжили наблюдения. Когда мыши освоили бег по уходящему из-под их лап валику, процесс появления новых дендритных шипиков у них прекратился. Ученые сделали вывод о том, что именно шипики обеспечивают формирование новых контактов с другими нервными клетками, и запустили тех же мышей бегать на цилиндре дальше. Только на этот раз задом наперед. Науке неизвестна реакция грызунов на такой поворот событий, зато вызванные этим процессом изменения в мозге животного ученым удалось описать подробно: нейроны моторной коры снова начали давать новые шипики. То есть гипотеза о том, что изменение задачи запустит процесс обучения заново, а нервным клеткам придется перестраиваться, получила подтверждение. Второй опыт был сложнее. Животных посадили в нестандартно устроенную клетку, в которой вместо поддона с опилками на дне, кормушки и поилки висели гирлянды из шариков. Животным надо было научиться находить питье и корм. Поскольку мыши ориентируются прежде всего за счет обоняния данном случае малополезного) и осязания, а зрение у них слабое, то и новые отростки на нейронах обнаружились в сенсорной коре, причем в области, связанной с вибриссами – усами животного. У тех мышей, вибриссы которым укоротили перед опытом, новых дендритных шипиков сформировалось значительно меньше.

 Итоги

О том, что именно дендритные шипики связаны с формированием памяти, ученые догадывались и раньше. Но одно дело – сопоставление снимков, полученных уже после смерти животного, а совсем другое – возможность наблюдать за процессом вживую, не нарушая работы мозга. Новые технологии позволят нейробиологам как проверить ряд уже существующих гипотез, так и найти методы лечения различных заболеваний. Ведь методами генной инженерии можно получить и мышь, в мозгу которой будут светиться характерные для болезни Альцгеймера белковые бляшки. Наблюдая под микроскопом за развитием заболевания, ученые смогут воочию наблюдать за действием лекарств, степенью поражения нервных клеток и восстановлением их под действием эффективных лекарств. Регенерация после инсультов, применение для терапии стволовых клеток, влияние препаратов, призванных улучшать память, – все это можно будет проследить в динамике, что позволит ускорить не только фундаментальные, но и прикладные медицинские исследования.

24.09.2009, 1835 просмотров.

Местные новости
RSS
Архив "Новости"

Калейдоскоп
RSS
Архив "Новости"

Статьи
RSS
Архив "Статьи"
Запрещено воспроизведение материалов с данного сайта в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав. При выполнении условий публикации материалов сайта, ссылка на него обязательна.
I.Uvatenkov © 2006—2017          E-mail:

Rambler's Top100