Повреждение клеток мозга отражается на клетках “сторонних наблюдателей”

Согласно новому исследованию Орегонского университета здоровья и науки, травма или заболевание, поражающее относительно небольшое количество клеток мозга, вызывает цепную реакцию, которая останавливает активность обширной сети нейронных цепей.

Результаты, опубликованные сегодня в журнале Neuron , могут помочь объяснить, почему люди могут страдать от временной, но серьезной потери когнитивной функции в случае черепно-мозговой травмы или заболевания.

«Даже так называемые нейроны-свидетели, которые не повреждены или не больны, могут почувствовать травму и радикально изменить свою функцию», – сказал старший автор Марк Фриман, доктор философии, директор института Воллума в OHSU. «Это означает, что при травме нервной системы страдают не только сломанные нейроны, но и все нейроны».

Исследователи сделали открытие, работая с плодовой мушкой Drosophila, которая, несмотря на свой крошечный размер, является хорошо зарекомендовавшей себя моделью нейронных сетей у людей. Они сосредоточились на аксоне, нитевидном участке нервной клетки, который передает сигналы в нервной системе. Чтобы смоделировать повреждение, которое может возникнуть при отдельной травме головы, исследователи отрезали небольшое количество аксонов в более крупном пучке.

Они обнаружили, что относительно небольшая травма распространилась за пределы оторванных аксонов, подавляя сенсорные сигналы между нейронами, которые вообще не были повреждены напрямую.

«Небольшая травма может привести к отключению всего нерва», – сказал Фриман.

Исследование объяснило эту реакцию глиальными клетками, многочисленными, но часто упускаемыми из виду поддерживающими клетками в головном мозге.

«Глиальные клетки – это сторожевые псы здоровья нервной системы», – сказал Фриман. «Наша работа предполагает, что даже при относительно небольшом повреждении некоторых нейронов они могут выйти, как Пол Ревер, и выключить все».

С эволюционной точки зрения Фримен предполагает, что этот эффект наблюдателя может помочь сохранить энергию в больших участках нервной системы после болезни или травмы. Затем нейроны-свидетели эффективно оживают, когда становится ясно, что они не повреждены.

«Мы предполагаем, что это позволяет нервной системе остановиться после травмы», – сказал он. «Это позволяет клеткам оценивать свое состояние и, если они нездоровы, запускать программы самоуничтожения. Если они здоровы, они выздоравливают».

Исследование было поддержано Национальными институтами здравоохранения, номер награды R01 NS059991 и P30 NS061800 через Центр нейробиологической визуализации OHSU.


Источник истории:

Материалы предоставлены Орегонским университетом здравоохранения и науки . Оригинал написан Эриком Робинсоном. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.