Клетки нашего мозга соединены друг с другом и могут обмениваться информацией с помощью синапсов. Когда нужно запомнить что-то новое, коммуникация между ними усиливается. Особенно подходят для обучения так называемыми молчащие синапсы, "чистые листы" мозга, которые еще можно формировать и изменять. Считалось, что они возникают лишь на ранних стадиях развития, а затем исчезают и во взрослом мозге практически не встречаются.
Однако команда Димитры Вардалаки из Массачусетского технологического института, изучавшая синапсы дендритов — антенноподобных отростков нервных клеток — сделала неожиданное открытие. Работая с изображениями высокого разрешения, значительно увеличивавшими образцы тканей мозга взрослых мышей, ученые заметили повсюду филоподии, мембранные выступы, похожие на нити.
Исследователи нашли в зрительной коре мышей в десять раз больше филоподий, чем предполагалось. На них приходилось 30 % дендритных выступов. На кончиках филоподий могут располагаться синапсы, имеющие не два положенных вида рецепторов (NMDA и AMPA), а лишь один — NMDA. Чтобы выяснить, были ли филоподии молчащими синапсами, ученые отслеживали их электрическую активность, которая обычно запускается, когда синапс вступает в контакт с глутаматом.
Но филоподии на него не реагировали, что указывает на то, что они могут быть молчащими синапсами. Это означает, что в мозге взрослых мышей — и, вероятно, других млекопитающих — все еще много таких синапсов. Команда нарушила это молчание, подвергнув филоподии воздействию глутамата и проведя через тело нейрона электрический ток. Молчавшие синапсы в течение нескольких минут вдруг начали образовывать оба вида рецепторов и соединяться с соседними нервными клетками.
Это открытие может повлиять на модель процессов обучения во взрослом мозге, так как молчащие синапсы довольно легко активируются, а зрелые изменить труднее. Благодаря филоподиям мы можем постоянно узнавать новое даже в зрелом возрасте, не переписывая старые воспоминания. В дальнейшем команда намерена определить, применимы ли результаты, полученные на мышах, к людям и влияют ли нейродегенеративные заболевания или возраст на количество и функцию молчащих синапсов.
