Клетки человеческого мозга делают мышей умнее
Результаты исследования, проведенного учеными университета Рочестера, свидетельствуют о том, что эволюция астроцитов – наиболее известных клеток микроглии головного мозга – может быть одним из ключевых механизмов, наделивших человека интеллектом, отличающим его от других представителей животного мира.
Как известно, помимо нейронов ткань мозга формируется глиальными клетками, наиболее известными представителями которых являются астроциты. Роль глиальных клеток заключается в обеспечении жизнедеятельности нервных клеток, в том числе в формировании условий, оптимальных для передачи нервных сигналов.
По сравнению с тканью мозга других животных, ткань мозга человека содержит большее количество астроцитов, для которых характерны более крупные размеры и большее разнообразие. Астроциты человека могут формировать множество волокнистых отростков, одновременно соединяющихся с большим количеством нейронов, в особенности с синапсами – местами контакта между отростками нейронов, через которые осуществляется передача нервных импульсов от клетки к клетке. В результате отдельные астроциты человека обладают способность координировать активность тысяч синапсов, что намного превосходит возможности мышиных астроцитов.
Это наблюдение легло в основу предположения, согласно которому астроцитам может принадлежать важная роль в обеспечении сложнейшей сигнальной активности человеческого мозга и, соответственно, разума.
Для проверки этой гипотезы авторы изолировали глиальные клетки-предшественники из ткани мозга человека и имплантировали их в мозг новорожденных мышей. По мере взросления животных человеческие клетки практически вытеснили их собственные глиальные клетки, что не повлекло за собой изменений нейронной сети мышиного мозга.
Изучение последствий такой трансплантации выявило два важных показателя, свидетельствующих о значительном повышении функциональности мозга животных. Одним из них было значительное увеличение скорости так называемой кальциевой волны – процесса распространения сигнала по контактирующим астроцитам. Вторым показателем была более быстрая и стабильная длительная потенциация – процесс, считающийся одним из основных молекулярных механизмов, лежащих в основе памяти и обучения, и оценивающийся как продолжительность периода реакции нейронов на кратковременную электрическую стимуляцию.
Для получения практического подтверждения повышения функциональности мозга животных подвергли серии поведенческих тестов, разработанных для оценки памяти и способности к обучению. Полученные результаты показали, что мыши с человеческой микроглией обучались значительно быстрее, а также формировали новые ассоциации и выполняли разнообразные задания значительно быстрее, чем обычные животные.
Авторы считают, что созданная ими животная модель является ценным инструментом, предоставляющим специалистам новые возможности изучения и разработки методов лечения неврологических заболеваний, в развитие которых вовлечены аномалии микроглии.
Статья Han et al. Forebrain engraftment by human glial progenitor cells enhances synaptic plasticity and learning in adult mice опубликована в журнале Cell Stem Cell.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Futurity: Human brain cells make mice smarter.
12.03.2013