Мозг получает сигналы посредством субклеточных структур, выполняющих функции, аналогичные тем, что обеспечивают сокращение мышц. Эта неожиданная взаимосвязь была выявлена исследователями из Соединенных Штатов.
В настоящее время значительное количество научных исследований направлено на изучение когнитивных процессов с точки зрения молекулярной биологии. Как показало одно из последних исследований, воспоминание не может сформироваться без воспаления. В другом исследовании говорится, что важную роль в усвоении новой информации играет сон.
Исследователи из ряда американских университетов установили, каким образом сеть субклеточных структур способствует улучшению памяти и процессам обучения в эндоплазматической сети клеток головного мозга. Результаты исследования появились в научном журнале Cell.
Авторов публикации заинтересовало повторяющееся строение, которое наблюдалось у млекопитающих вдоль всех дендритов — отростков клеток мозга, отвечающих за получение входящих сигналов. Данное строение напоминало лестницу.
Специалисты выявили, что подобные образования встречаются исключительно в мышечной ткани. Они обеспечивают взаимодействие клеток посредством кальциевого сигнала, что приводит к сокращению мышц.
Авторы исследования высказали мнение, что области контакта, находящиеся вдоль дендритов, осуществляют аналогичную передачу кальциевых сигналов в мозг. Эта гипотеза нашла подтверждение: было установлено, что сигнал стимулирует поступление кальция в дендрит посредством ионных каналов, находящихся в зонах контакта, и вызывает высвобождение дополнительного кальция из эндоплазматической сети. Этот приток кальция активирует белок, который играет ключевую роль в процессах запоминания и обучения. Он модифицирует характеристики плазматической мембраны (внешней оболочки клетки) и усиливает передаваемый по ней сигнал.
Ученые сообщают об открытии нового механизма, благодаря которому внутриклеточные сигналы способны преодолевать значительные расстояния и обрабатываться в мозге. Также стало яснее, как проявляется синаптическая пластичность – способность нейронных связей усиливаться или ослабевать, что необходимо млекопитающим для запоминания и обучения. Изучение этого процесса на молекулярном уровне необходимо для понимания работы мозга в здоровом состоянии и при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера.