Мозг подобен мышцам: ученые неожиданно подтвердили старую пословицу.

Многие сравнивают мозг с мышцами, используя выражения вроде "используй его или потеряешь", а также обсуждают методы улучшения когнитивных способностей. Несмотря на то, что мозговая ткань существенно отличается от мышц, недавние исследования показывают, что некоторые его функции могут удивительно напоминать поведение мышц, сообщает IFLScience.

Исследование, проведенное учеными из Медицинского института Говарда Хьюза, выявило механизм в клетках мозга, который отражает способ, которым мышцы получают сигналы к сокращению.

Работа под руководством Лорены Бенедетти сосредоточена на эндоплазматическом ретикулуме (ЭР) — клеточной структуре, критически важной для синтеза и регуляции белков.

Бенедетти заметила четкое лестничное расположение молекул вдоль дендритов, ответвлений нервных клеток. Похожий паттерн также был замечен Стефаном Заальфельдом на изображениях клеток мозга мух, что привлекло внимание старшего исследователя Дженнифер Липпинкотт-Шварц.

Сходство этих паттернов со структурами, обнаруженными в мышечных клетках, стало основанием для дальнейших исследований. В мышечной ткани белки юнктофилины облегчают взаимодействие между ЭР и клеточной мембраной, позволяя высвобождению кальция инициировать сокращение.

Команда обнаружила, что юнктофилины также присутствуют в дендритах, формируя структурированные точки контакта между ЭР и внешней мембраной. Это привело к предположению о их потенциальной роли в передаче сигналов по нервным клеткам.

Бенедетти и её коллеги выдвинули гипотезу, что эти участки функционируют как усилители, способствуя эффективному перемещению кальциевых сигналов на большие расстояния внутри нейронов.

Когда нервные сигналы активируют высвобождение кальция из ЭР, белок CaMKIII начинает свою работу. Этот белок влияет на силу сигналов, передаваемых по нейрону, подобно ряду усилителей вдоль коммуникационного кабеля. Выводы дают новое понимание того, как процессы обучения и памяти функционируют на клеточном уровне.

Как подчеркивает Липпинкотт-Шварц, даже Альберт Эйнштейн когда-то сравнил мышление с тренировкой мышц, и современная наука, возможно, открывает более глубокую связь между этими процессами.

Это открытие может иметь значительные последствия для понимания состояний, связанных с памятью, таких как деменция, и улучшения подходов к неврологическим исследованиям.