Версия для слабовидящих
Новый метод позволяет визуализировать процесс запоминания информации на молекулярном уровне Печать Email
Новости об инновациях
04.02.2015

Ученые из Университета Джонса Хопкинса (The Johns Hopkins University) «заглянули» в мозг живой мыши с такой точностью, что смогли увидеть, как в процессе запоминания информации изменяется локализация специфических белков нервных клеток. Разработанный ими новый метод открывает широкие перспективы в области изучения процесса обучения, а также таких заболеваний, как аутизм, болезнь Альцгеймера и шизофрения.

1_476.jpg Нервная клетка в коре головного мозга живой мыши.
Отдельные отростки клетки псевдоокрашены
для различения. Выпуклости на отростках –
места образования синапсов.
(Фото: Yong Zhang)

Ученые из Университета Джонса Хопкинса «заглянули» в мозг живой мыши с такой точностью, что смогли увидеть, как в процессе запоминания информации изменяется локализация специфических белков. Статья об исследовании только что опубликована в журнале Nature Neuroscience.

«Насколько нам известно, никому до нас не удавалось рассмотреть рецепторные белки в живых животных», – говорит профессор Ричард Хуганир (Richad Huganir), PhD, руководитель кафедры неврологии Школы медицины Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine). «Это позволяет получить более точную картину того, что в действительности происходит в процессе запоминания полученного опыта».

В центре этой истории АМРА-рецепторы – широко распространенные в головном мозге белки нервных клеток, активирующиеся глутаматом и его синтетическим аналогом аминокислотой АМРА (откуда и их название). АМРА-рецепторы играют важную роль в укреплении и ослаблении синапсов – контактов между нервными клетками. До сих пор ученые могли изучать эти рецепторы только на нервных клетках, выращенных в лаборатории, или на тканевых образцах, но ни один из этих методов не позволяет сохранить сложные схемы, гормоны и нейрохимию живого мозга.

Чтобы решить эту проблему, группа профессора Хуганира во главе с постдокторантом Юном Чжаном (Yong Zhang), PhD, создала мышей с AMPA-рецепторами, светящимися под специальным микроскопом. Поскольку этот микроскоп может «заглянуть» вглубь ткани на 0.5 миллиметра, он позволяет визуализировать то, что происходит в коре головного мозга. Там тысячи нервных клеток передают информацию от всех частей тела, и каждая вибрисса (или, менее научно, ус) животного представлена целой группой нейронов, называемой баррельным полем.

Исследователи визуализировали то, что происходит в коре головного мозга непосредственно до и после часового раздражения одного усика животного. То, что они увидели, их удивило: этого раздражения было достаточно, чтобы увеличить количество АМРА-рецепторов и укрепить синапсы соответствующего баррельного поля. Проведенная через несколько дней повторная визуализация показала, что уровни АМРА-рецепторов оставались высокими, предполагая, что опыт, полученный мышами в результате раздражения уса, произвел на их память долговременный эффект.

«Загадкой здесь является та цель, которая достигается укреплением этих синапсов. Кроме того, неизвестно, образуется ли большое количество новых АМРА-рецепторов или они перемещаются сюда откуда-то еще», – комментирует неожиданные результаты своих экспериментов доктор Чжан. «Эти вопросы будут рассмотрены в будущих исследованиях».

По мнению профессора Хуганира, «этот метод открывает много новых возможностей, таких как визуализация процесса обучения на молекулярном уровне в интактном мозге здоровых мышей и при заболеваниях мозга в их мышиных моделях».

Сначала исследователи планируют использовать свой новый метод для изучения того, что происходит, когда мышь учится решать сложную моторную задачу. Кроме того, они надеются, что однажды, с помощью более совершенной оптики, им удастся заглянуть в более глубокие области мозга, например, в гиппокамп, который играет важнейшую роль в процессах запоминания информации и связывается учеными с такими неврологическими заболеваниями, как аутизм, болезнь Альцгеймера и шизофрения.

Оригинальная статья

Visualization of NMDA receptor–dependent AMPA receptor synaptic plasticity in vivo

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/novyi-metod-pozvolyaet-vizualizirovat-protsess-zapominaniya-informatsii-na-molekulyarnom-u

 
Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта