Поддерживая баланс в мозге

19 октября 2021

С началом учебного года возникает необходимость заряжать учеников энергией и мотивацией. Но очевидно, вместе с тем, что перевозбужденные дети способны устроить в классе настоящий хаос, и учителю бывает очень непросто восстановить контроль над ситуацией. И всё это очень похоже на процессы, происходящие в нашем головном мозге, где клетки должны оставаться активными, – но в строгой упорядоченности, – чтобы адекватно выполнять свои функции и справляться с задачами.

Продолжая школьную метафору, заметим, что если слишком много «учеников» (т.е. нервных клеток) одновременно придут в состояние неконтролируемой активности, то это перевозбуждение может быстро распространиться на весь «класс», – или на всю мозговую нейронную сеть, где в этом случае может развиться эпилептический припадок. Таким образом, тормозящие, ингибирующие клетки (словно учитель в классе) должны подавлять избыточное возбуждение и поддерживать мозг в состоянии баланса.

Как обнаружили исследователи из Глэдстоуновских Институтов (комплекс научных центров в Калифорнии, США. – прим. Лахта Клиники), снижение уровня концентрации тау-белка, – известного своей ролью в патогенезе болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний, – влияет на возбуждающие и тормозящие клетки таким образом, что вероятность неуправляемого, хаотичного перевозбуждения мозга становится меньше.

«Эпилептиформные синдромы могут развиваться при многих расстройствах и заболеваниях ЦНС, включая болезнь Альцгеймера и аутизм, – рассказывает доктор медицины Леннарт Макк, директор Глэдстоуновского Института неврологических заболеваний и старший автор публикации в журнале Cell Reports. – Ранее мы уже показали на модели лабораторных мышей, что снижение уровней тау-протеина делает мозг более устойчивым к развитию эпилепсии, независимо от ее причин, но механизм формирования этой резистентности оставался для нас непонятным. Наше недавно завершенное исследование проливает свет на причинно-следственные связи между снижением концентрации тау-белка и функционированием различных типов мозговых клеток, вовлекаемых в эпилептическое перевозбуждение».

Леннарт Макк является также почетным профессором нейронаук и профессором неврологии в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Критически важно, говорит ученый, сохранять баланс активности возбуждающих и тормозящих клеток, чтобы мозг был способен правильно обрабатывать информацию, контролировать наши движения и адекватно воспринимать окружающее; в противном случае все эти процессы грубо искажаются.

«Общим для тех заболеваний, изучением которых занят наш коллектив, является именно дисбаланс возбуждения-торможения в головном мозге», – продолжает Л.Макк.

В ходе нового исследования показана разница между тем, как на снижение уровня тау-белка реагируют возбуждающие клетки, и реакцией клеток-ингибиторов. Так, при устранении избытка тау-протеина возбуждающие нейроны не «разгоняются» столь сильно, тогда как тормозящие клетки легче приходят в состояние активности. В совокупности это меняет соотношение между возбуждением и торможением в сторону более здорового равновесия, чем и компенсируется, хотя бы отчасти, влияние многих патологических процессов в ЦНС.

Если снова обратиться к нашему примеру из школьной жизни, то снижение концентрации тау-белка приводит к тому, что ученики становятся менее буйными, а учитель – более эффективным в контроле над поведением класса. И точно так же, как у класса в подобной ситуации сразу возрастает работоспособность, нейронные сети мозга начинают лучше выполнять свои функции, несмотря на дезорганизующее влияние болезни.

Исследовательская группа полагает, что полученные данные и выводы могут привести к разработке новых терапевтических подходов, где мишенью будет выступать именно тау-белок, а снижение его концентрации позволит ограничивать патологическую мозговую активность при широком спектре психоневрологических заболеваний.

 

По материалам сайта Science Daily