Согласно исследованию, опубликованному в сентябре 2020 года в Neuron, иммунные клетки играют неожиданную роль в тонкой настройке нервных цепей мозга . Иммунные клетки, которые там находятся, известные как микроглия, не только защищают мозг от инфекций и воспалений, но и помогают физически формировать цепи в развивающемся мозге. Новая работа демонстрирует, что микроглия также заставляет нейроны изменять свои собственные связи в ответ на сенсорные сигналы.
Доцент лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) Лукас Чидл обнаружил эту клеточную коммуникацию в качестве постдокторского исследователя в лаборатории Майкла Гринберга, нейробиолога Гарвардской медицинской школы. В исследовании Чидла исследуются связи между биологией и внешним миром, и его особенно интересует, как нейронные цепи уточняются в ответ на сенсорный опыт.
«В значительной степени общая архитектура и структура мозга формируются от рождения», - говорит он. «Но на самом деле для продолжения этого созревания требуется надежная обратная связь со стороны окружающей среды». По его словам, когда животное взаимодействует с окружающей средой, одни нейронные связи разрушаются, а другие укрепляются. Это процесс, который у людей продолжается в течение десятилетий после рождения. Чидл говорит:
«Что действительно важно, так это то, что во время развития правильные нейроны соединяются друг с другом правильным образом. Мы хотим иметь жесткий контроль над тем, сколько существует связей и насколько они сильны. Так что на самом деле сенсорный опыт важен для этого. "
Чидл и его коллеги наблюдали за связями между нейронами или синапсами в цепи обработки изображений в мозгу мышей. Молодые мыши нуждаются в визуальной информации в нужное время, чтобы развить мозговые пути, связанные со зрением. Но если мышам не хватает визуального восприятия в течение критического периода, в цепях разрастается слишком много синапсов, и у мышей возникают аномальные связи. Команда обнаружила, что схемы полагаются на микроглию , которая с помощью правильных зрительных стимулов сигнализирует соседним нейронам об обрезке некоторых синапсов.
Это влияние на нейронные связи представляет собой новую роль микроглии в здоровом мозге и может помочь объяснить, почему эти клетки участвуют в аутизме и других нарушениях нервного развития. «Я думаю, это исследование будет рассматриваться как большой прорыв в нашем механистическом понимании того, как сенсорный опыт и микроглия координируют процесс синаптического отсечения, который имеет решающее значение для созревания мозга в раннем возрасте» , - говорит Гринберг.
В CSHL Чидл исследует это взаимодействие более глубоко, отслеживая молекулярные сигналы, которые приводят к разборке синапсов, а также изменения, происходящие в микроглии в ответ на сигналы окружающей среды. «Сама идея о том, что микроглия способна активировать экспрессию генов в ответ на визуальный опыт, сама по себе увлекательна для меня, потому что это иммунные клетки », - говорит он.
