Изучение новой задачи, овладение музыкальным инструментом или способность адаптироваться к постоянно меняющейся среде - все это возможно благодаря пластичности мозга, или его способности изменять себя, перестраивая существующие нейронные сети и формируя новые для приобретения новых функциональных свойств. Это также помогает нейронным цепям оставаться здоровыми, крепкими и стабильными.

Чтобы лучше понять пластичность мозга, команда исследователей из Медицинского колледжа Бейлора и Детской больницы Техаса использовала модели мышей, чтобы исследовать, как клетки мозга выстраивают связи с новыми нейронами, рождающимися в мозге взрослого человека. Их результаты, опубликованные в журнале Genes & Development, не только расширяют наше понимание пластичности мозга, но и открывают новые возможности для лечения определенных нарушений развития нервной системы и восстановления поврежденных цепей в будущем.

"В этом исследовании мы хотели идентифицировать новые молекулы, которые помогают новым нейронам выстраивать связи в мозге", - сказал автор-корреспондент доктор Бенджамин Р. Аренкиел, профессор молекулярной генетики и неврологии человека в Бейлоре и Институте неврологических исследований Дункана при Детской больнице Техаса.

"Мы работали с обонятельной луковицей, частью мозга, которая отвечает за обоняние. У мышей обонятельная луковица является очень пластичной сенсорной областью и обладает замечательной способностью сохранять пластичность во взрослом возрасте благодаря непрерывной интеграции нейронов, рожденных взрослыми. Мы обнаружили, что окситоцин, пептид или короткий белок, вырабатываемый в мозге, управляет событиями, которые способствуют пластичности нейронных цепей".

Исследователи обнаружили, что уровень окситоцина в обонятельной луковице повышается, достигая максимума в то время, когда новые нейроны объединяются в нейронные сети.

Используя вирусную маркировку, конфокальную микроскопию и секвенирование РНК, специфичной для клеточного типа, команда обнаружила, что окситоцин запускает сигнальный путь - серию молекулярных событий внутри клеток, — который способствует созреванию синапсов, то есть соединений недавно интегрированных нейронов, рожденных взрослыми. Когда исследователи удалили рецептор окситоцина, клетки имели недоразвитые синапсы и нарушенную функцию.

"Важно отметить, что мы обнаружили, что созревание синапсов происходит путем регулирования морфологического развития клеток и экспрессии ряда структурных белков", - сказал Аренкиел, научный сотрудник MacNair в Бейлоре.

"Самым захватывающим аспектом этого исследования является то, что наши результаты свидетельствуют о том, что окситоцин стимулирует развитие и синаптическую интеграцию новых нейронов в мозге взрослого человека, непосредственно способствуя адаптации и пластичности контуров", - сказал первый автор Брэндон Т. Пекарек, аспирант—научный сотрудник лаборатории Аренкиеля.

Полученные результаты, которые имеют отношение ко всем млекопитающим, включая человека, открывают новые возможности для улучшения неврологических состояний. "Окситоцин обычно присутствует в нашем мозге, поэтому, если мы поймем, как его включать или выключать, или мобилизовать, мы можем помочь сохранить здоровыми наши электрические связи, способствуя росту слаборазвитых связей или укрепляя новые", - сказал Аренкиель. "Наши результаты также свидетельствуют о том, что окситоцин может способствовать росту новых нейронов для восстановления поврежденных тканей. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы изучить эти возможности".