Ученые еще раз доказали, что мозг более сложный механизм, чем мы предполагали раньше (астроциты и внутренние часы)

Различные процессы в организме человека регулируются либо ежедневными, либо сезонными циклами, либо циркадным ритмом, который является внутренним чувством времени человеческого тела. Теперь ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе сделали открытие, которое может изменить наше представление о том, как работают внутренние часы нашего тела.

Ученые изучали особый вид клеток мозга, называемых астроцитами. Эти клетки, имеющие звездчатую форму, как считалось раньше, выполняли в основном функцию поддержки нейронов. Однако недавнее исследование показало, что астроциты выполняют не просто опорную и разграничительную функцию между нейронами. А что они могут играть роль в регулировании суточных ритмов в нейроне и даже в нашем поведении, согласно исследованию, опубликованному в журнале Current Biology.

Ранее ученые полагали, что наши внутренние биологические часы контролируются супрахиазматическим ядром — передняя область гипоталамуса. Исследователь Эрик Херцог (Erik Herzog) в пресс-релизе Вашингтонского университета указал, что кроме супрахиазматического ядра еще около 6 000 астроцитов или астроглия (совокупность астроцитов), находятся в том же месте. Но какую именно функцию они выполняют, до этого момента не было полностью понятно.

Исследователям потребовалось более десятилетия, чтобы оценить поведение астроцитов у живых существ. И они, наконец-то, совершили этот подвиг: проанализировав эффекты настройки и контролируя астроциты мышей.

Используя технологию редактирования генов CRISPR/Cas9, исследователи удалили ген чувства времени, названный Bmal1, в астроцитах живых мышей.

Когда этот ген был удален в астроцитах супрахиазматического ядра, мыши потеряли свой ритм, поскольку их чувство времени замедлилось.

«Когда мы удалили ген в астроцитах, с большой долей вероятности мы предполагали, что ритм останется неизменным», — сказал исследователь Мэтт Цо в пресс-релизе. «Мы понятия не имели, что они, астроциты, настолько влиятельные».

«Без астроцитов, помогающих мозгу оставаться в своих обычных циклах, эти мыши каждый день заходили в свои колеса примерно на час позже обычного. Это был настоящий сюрприз», — добавил Цо.

Другой эксперимент с участием мышей с мутациями, которые заставляли их циркадные часы работать быстрее, показал, что существует связь между супрахиазматическим ядром и астроцитами.

Потом у мутантных мышей были восстановлены их гены Bmal1 в астроцитах, но дефект в их нейронах все равно остался. В результате они следовали своему обычному поведению, но на два часа позже.

«Эти результаты дают основания предполагать, что астроциты как-то „разговаривают“ с нейронами, чтобы диктовать ритмы в мозге и в поведении», — говорит Эрик Херцог.

Таким образом, исследования, подобные этому, показывают нам, насколько мы еще далеки от полного понимания нашего мозга. Предыдущие предположения заменяются новыми открытиями благодаря новым инструментам, которыми мы сегодня располагаем. Так, не так давно было показано, что дендриты участвуют в том, как наш мозг обрабатывает информацию. Это всего лишь один из примеров того, насколько наш мозг более сложный и мощный инструмент, чем мы думали ранее.