Мозок як м'язи: вчені неочікувано підтвердили давню приказку

Багато людей порівнюють мозок із м'язами, використовуючи фрази на кшталт "використовуй його або втратиш" і обговорюючи способи посилення когнітивних здібностей. Хоча сама мозкова тканина значно відрізняється від м'язів, нещодавні дослідження показують, що деякі її функції можуть мати дивовижну схожість із поведінкою м'язів, пише IFLScience.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтеся, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Дослідження, проведене вченими з Медичного інституту Говарда Г'юза, виявило механізм у клітинах мозку, який відображає спосіб, у який м'язи отримують сигнали до скорочення.

Дослідження під керівництвом Лорени Бенедетті зосереджене на ендоплазматичному ретикулумі (ЕР) — клітинній структурі, що має вирішальне значення для синтезу та регуляції білків.

Бенедетті спостерігала чітке драбиноподібне розташування молекул вздовж дендритів, розгалужених відростків нервових клітин. Подібний патерн незалежно від Бенедетті помітив Стефан Заальфельд на зображеннях клітин мозку мух, що привернуло увагу старшого дослідника Дженніфер Ліппінкотт-Шварц.

Подібність цих патернів до структур, виявлених у м'язових клітинах, спонукала до подальших досліджень. У м'язовій тканині білки юнктофіліни полегшують контакт між ЕР і клітинною мембраною, дозволяючи вивільненню кальцію викликати скорочення.

Команда виявила, що юнктофіліни також існують у дендритах, утворюючи структуровані точки контакту між ЕР і зовнішньою мембраною. Це дозволило припустити про їхню потенційну роль у передачі сигналів по нервових клітинах.

Бенедетті та її колеги припустили, що ці ділянки діють як підсилювачі, допомагаючи кальцієвим сигналам ефективно подорожувати на великі відстані всередині нейронів.

Коли нервові сигнали стимулюють вивільнення кальцію з ЕР, активується білок CaMKIII. Цей білок впливає на силу сигналів, що передаються по нейрону, подібно до серії підсилювачів уздовж кабелю зв'язку. Висновки пропонують нове розуміння того, як процеси навчання і пам'яті функціонують на клітинному рівні.

Як зазначає Ліппінкотт-Шварц, навіть Альберт Ейнштейн одного разу порівняв мислення з тренуванням м'язів, а сучасна наука, можливо, виявляє глибший зв'язок між цими двома процесами.

Це відкриття може мати значні наслідки для розуміння станів, пов'язаних з пам'яттю, таких як деменція, та вдосконалення підходів до неврологічних досліджень.

Раніше Фокус писав про унікальність нюху: виявилося, що він важливіший за зір та слух. Про це розповіли американські вчені.