Nature: воспаление нейронов мозга помогает создавать долговременные воспоминания
Американские нейробиологи из Северо-Западного университета в Чикаго сделали неожиданное открытие, согласно которому воспаление мозга и повреждение ДНК служат важными компонентами формирования долговременной памяти. Исследование опубликовано в научном журнале Nature.
По словам ученых, воспаление нейронов головного мозга считается плохим симптомом, поскольку оно может привести к болезням Альцгеймера и Паркинсона. Но, как показали последние наблюдения, воспалительные процессы в области гиппокампа необходимы для создания воспоминаний.
Чтобы изучить механизмы памяти, исследователи провели эксперименты на мышах. Они сформировали у животных определенные воспоминания с помощью стимулов, а затем сосредоточились на гиппокампе, где происходит обработка информации о минувших событиях.
Команда обнаружила, что воспалительный путь Toll-подобного рецептора 9 (TLR9) в этих нейронах гиппокампа сильно активирован. Этот путь обычно участвует в иммунном ответе, обнаруживая фрагменты ДНК патогенов.
Ученые выяснили, что путь TLR9 также активируется из-за повреждения ДНК в нейронах гиппокампа, а не из-за инфекции. Результаты показали, что активация пути TLR9 в ответ на повреждение ДНК имеет решающее значение для формирования памяти.
По словам специалистов, открытие стало неожиданным, поскольку TLR9 всегда рассматривался как часть иммунной системы, а не в качестве одного из механизмов памяти. Но при блокировании TLR9 у мышей пропадала возможность формировать долговременные воспоминания.
Исследователи изучили повреждение ДНК и процессы восстановления внутри этих нейронов. Они установили, что фрагменты ДНК и другие молекулы, возникшие в результате повреждения, высвободились из ядра. Это высвобождение вызвало активацию пути TLR9, который затем стимулировал механизмы восстановления ДНК в центросомах — органеллах, обычно участвующих в делении клеток.
В нейронах, которые не делятся, центросомы играли другую роль, помогая организовывать нейроны в стабильные агрегаты памяти, необходимые для формирования долговременных воспоминаний.
Еще одним важным открытием стало то, что во время недельного воспалительного процесса нейроны, кодирующие память, стали более устойчивыми к новым или подобным стимулам.
Это сопротивление важно, поскольку оно помогает сохранить уже полученную информацию, не позволяя нейронам отвлекаться на новые входные данные. Оно обеспечивает стабильность сформировавшихся воспоминаний во времени, уточнили специалисты.