Мозок, як м'язи: науковці несподівано підтвердили давню приказку.

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

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

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

Бенедетті спостерігала чітке сходинкове розташування молекул уздовж 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.

Схожість цих патернів зі структурами, виявленими в 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, формуючи структуровані точки контакту між ЕР і зовнішньою мембраною. Це дозволило припустити їх 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 більш глибокий зв'язок між цими двома процесами.

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