Мозъкът на възрастен се надява да засили паметта

Често се казва, че способността на мозъка да учи и запомня е по-силна, когато сте млади. Просто погледнете бебетата. Когато попаднат в този странен свят, те получават поток от нова информация всеки ден и техните развиващи се мозъци работят на всички цилиндри, за да им помогнат да разберат околната среда и как да взаимодействат с нея.

Щракнете за cistanche за подобряване на паметта

Днес ново проучване, публикувано във водещото академично списание "Nature", посочва, че на мозъка на възрастните не му липсва потенциал да учи нови неща гъвкаво. Важно откритие от това изследване е, че в мозъка на възрастните има голям брой „тихи синапси“.

За да разберем това изследване, първо трябва да разберем какво е безшумен синапс. Синапсите са ключови възли в предаването на информация между нервните клетки. Невролозите са открили в мозъка в миналото, че има вид синапс, който има синаптична структура, но няма функция за предаване на информация, така че те се наричат ​​тихи синапси. Но тихите синапси могат да се трансформират във функционални синапси при определени условия. Тази промяна е от голям интерес за невролозите, защото служи като основа за учене и памет.

В продължение на десетилетия се смяташе, че мълчаливите синапси са изобилни само в ранните етапи на развитие, през което време те медиират формирането и усъвършенстването на невронни вериги, които помагат на мозъка да научи потока от новополучена информация в началото на живота. Някои проучвания при мишки показват, че нестимулираните, незрели безшумни синапси се елиминират за 12 дни (около няколко месеца при хора).

Някои невролози също предполагат, че тихите синапси могат да продължат да съществуват и в зряла възраст, помагайки на мозъка да формира нови спомени. Доказателствата в това отношение идват главно от изследователския модел на пристрастяване към животни, което означава, че мозъкът има необичайни проблеми с ученето в този момент.

В това ново проучване учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) откриха в мозъците на нормални мишки, че все още има милиони безшумни синапси в мозъка на възрастните, което представлява около 30 от всички синапси в мозъчната кора на възрастните . процента .

„Тези безшумни синапси намират нови връзки и когато влезе важна нова информация, връзките между свързаните неврони се укрепват“, каза Димитра Вардалаки, първият автор на статията и докторант в MIT. „Това позволява на мозъка да създава нови спомени, без да презаписва важни спомени, които вече са съхранени в стабилни зрели синапси.“

Интересното е, че това откритие всъщност "по невнимание засади върби и върби в сенки". Ръководителят на изследването професор Марк Харнет първоначално разглежда дендритите на невроните в мозъците на мишки. Тези подобни на клони издатини се простират от клетката и получават информация от различни части. Той и колегите му установиха, че дендритите в отделните неврони обработват входящата информация по различен начин в зависимост от това къде се намират.

За да потвърди дали различните типове входни модели в дендритите са свързани с различните рецептори, които експресират, изследователският екип си сътрудничи с професор Kwanghun Chung, специалност химическо инженерство, за да получи изображения с ултрависока разделителна способност на дендрити, използвайки нова техника, разработена от него. Техниката, наречена eMAP (Amplified Analysis of Proteomic Epitope Preservation), позволява на изследователите физически да увеличат тъканна проба и след това да маркират специфичните протеини в пробата, които искат да разгледат.

„Първото нещо, което забелязахме, беше, че навсякъде имаше филоподии“, каза професор Харнет. „Беше супер странно, напълно неочаквано.“

Както подсказва името, филоподиите са толкова малки, че е трудно да се видят детайли с помощта на традиционни техники за изобразяване и въпреки че невролозите са запознати със съществуването на филоподиите, тяхната функция не е добре разбрана.

Използвайки технологията eMAP, изследователският екип допълнително наблюдава множество региони от мозъка на възрастни мишки и открива филоподии в невронни връзки в мозъчни региони като зрителния кортекс, като броят им е с порядък по-висок, отколкото се смяташе преди.

По-критично, те наблюдават NMDA рецептори, но им липсват AMPA рецептори върху филоподията. Както NMDA рецепторите, така и AMPA рецепторите са йонотропни глутаматни рецептори, отговорни за свързването на глутамат, основната възбуждаща невронна сигнална молекула в централната нервна система. Предаването на възбуждащ синаптичен сигнал изисква сътрудничеството на NMDA рецептори и AMPA рецептори. Когато има само NMDA рецептори, но няма AMPA рецептори, това е типичен тих синаптичен режим.

Следователно изследователите след това изследват електрическата активност, генерирана от филоподията чрез електрофизиологични експерименти. Когато симулираха освобождаването на глутамат от съседни неврони, те откриха, че филоподията, получаваща входа, не генерира електрически сигнали. Но чрез изкуствено деблокиране на NMDA рецепторни канали, тези безшумни синапси могат да бъдат изключени, точно както настъпват промени в присъствието на AMPA рецептори.

Допълнителни експерименти показаха, че комбинирането на двата стимула, освобождаване на глутамат и електрически ток в неврона, може да доведе до натрупване на AMPA рецептори в безшумни синапси на филоподия, които преминават към функционално активни синапси и освобождават глутамат наблизо. Киселинните аксони образуват силни нервни връзки.

Анализът на изследователите установи, че е много по-лесно да се превърнат тихите синапси във функционални връзки, отколкото да се променят зрелите синапси, които вече функционират. „Прагът за зрели синапси в мозъка на възрастен е по-висок, вероятно защото искате да можете да съхранявате тези спомени доста стабилно и не искате те постоянно да се презаписват с нови“, каза професор Харнет. достатъчно, за да създадете нови спомени."

С други думи, сега учените разполагат с повече осезаеми доказателства, за да потвърдят, че в мозъците на възрастните бозайници паметта има гъвкава и здрава основа, която може непрекъснато да придобива нова информация и да запазва важна информация, която вече съществува.

Изследователите казват, че търсят допълнително доказателства за тези тихи синапси в човешката мозъчна тъкан и за да проучат дали броят или функцията на тези синапси се влияе от стареенето, невродегенеративните заболявания и други фактори.

„Можете да си представите перспективата да открием молекулярните играчи, участващи във филоподията, и да се опитаме да манипулираме някои от тях, така че да имаме отново гъвкава памет, докато остаряваме“, каза професор Харнет.

Как Cistanche подобрява паметта?

Cistanche е билка, която традиционно се използва в китайската медицина за подобряване на паметта и когнитивните функции. Съдържа няколко активни съединения, за които е доказано, че подобряват паметта и предпазват от свързан с възрастта когнитивен спад. Едно от ключовите активни съединения в Cistanche е ехинакозидът, за който е доказано, че увеличава производството на фактори на растежа на нервите в мозъка. Тези растежни фактори спомагат за поддържането на растежа и поддържането на здрави неврони, които са от съществено значение за паметта и когнитивната функция. Cistanche съдържа и други съединения като актеозид и вербаскозид, за които е доказано, че имат антиоксидантни и противовъзпалителни ефекти. Тези свойства помагат за защита на мозъка от увреждане, причинено от оксидативен стрес и възпаление, което може да допринесе за когнитивен спад. Като цяло е доказано, че Cistanche подобрява паметта и когнитивната функция чрез насърчаване на растежа и поддържането на здрави неврони и като предпазва мозъка от увреждане, причинено от оксидативен стрес и възпаление.

Препратки:

[1] Димитра Вардалаки и др., (2022) Филоподиите са структурен субстрат за безшумни синапси в неокортекса на възрастните.

[2] Мълчаливите синапси са изобилни в мозъка на възрастните. Посетен на 30 ноември 2022 г.