Исследования выявляют набор иммунных клеток, которые формируют тормозящие нейроны для регулирования проводки мозга.

От лая щенка до стука дождя по окну - наш мозг каждую секунду получает бесчисленные сигналы. В большинстве случаев мы отключаем несущественные сигналы - жужжание мухи, мягкий шелест листьев на дереве - и обращаем внимание на важные - звук автомобильного гудка, стук в дверь. Это позволяет нам функционировать, ориентироваться и, действительно, выживать в окружающем мире.

Замечательная способность мозга просеивать этот непрерывный поток информации обеспечивается сложной нейронной сетью, состоящей из миллиардов синапсов , специализированных соединений, которые регулируют передачу сигналов между клетками и между ними . Некоторые из этих переходов препятствуют передаче сигнала, другие ускоряют его - балансирующее действие миллисекунды на миллисекунду, которое гарантирует, что наш мозг функционирует с максимальной эффективностью.

Новое исследование, проведенное учеными Гарвардской медицинской школы и Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, показывает, что это тонкое равновесие между торможением и возбуждением поддерживается, по крайней мере частично, узкоспециализированной подгруппой микроглии - резидентными иммунными клетками мозга , известны своей ролью в борьбе с инфекциями и очистке от клеточного мусора.

Исследование, проведенное на мышах и опубликованное 6 июля в Cell , впервые показывает, что эта группа специализированных иммунных клеток точно настроена на обнаружение и взаимодействие исключительно с тормозящими синапсами, соединениями, которые замедляют поток информации от клетки к клетке. .

«Мы обнаружили, что специализированные иммунные и нейронные клетки участвуют в важном общении на раннем этапе развития мозга и формируют взаимодействия, критически важные для создания сбалансированной мозговой проводки», - сказала первый автор исследования Эмилия Фавуцци, научный сотрудник по нейробиологии в Институте Блаватника при HMS и доктор наук. ученый в Брод.

«Наши наблюдения показывают, что микроглия участвует в сложном взаимодействии с определенными типами синапсов, ориентируясь на них и формируя нервную систему по принципу« синапс за синапсом », - сказал старший научный сотрудник Гордон Фишелл, профессор нейробиологии в лаборатории. Институт Блаватника при HMS и руководитель группы в Центре психиатрических исследований Стэнли на Брод. «Мы впервые показали, что определенные типы микроглии рекрутируются в определенные типы синапсов и взаимодействуют с ними очень специфическим образом».

Более того, исследование показало, что эти клетки взаимодействуют с тормозными синапсами посредством прямого физического контакта, что является первым в своем роде наблюдением, которое стало возможным благодаря передовым методам визуализации, которые позволили исследователям наблюдать в реальном времени, как клетки в мозгу мышей взаимодействуют с ними. Другой.

Как показали эксперименты, контакт происходит через рецептор ГАМК, который находится на поверхности микроглии и делает эти клетки тонко настроенными на излучающие ГАМК тормозные синапсы. ГАМК является основным тормозным нейромедиатором мозга и тормозит передачу сигналов от клетки к клетке. Исследование показало, что ГАМК действует как сигнал «прибыть сюда» для определенного подмножества микроглии, побуждая эти клетки питаться ингибирующими, высвобождающими ГАМК синапсами.

Более того, эксперименты показали, что процесс происходит через три этапа: движение, распознавание и проглатывание. Работа показала, что чувствительная к ГАМК микроглия поглощает тормозные синапсы примерно так же, как эти клетки действуют, пожирая патогены или клеточный мусор.