Аутистов и шизофреников вычислят по томограмме

Активность обмена в белом веществе полушарий (желтая) и мозжечке (красная)

Люди довольно часто повторяют понравившееся им словосочетание, хотя и не представляют себе его смысла и значения. Примером могут служить нейролингвистическое программирование (НЛП) и когнитивный диссонанс, пришедшие из-за океана, где ими прикрывали незнание того, что происходит в мозге. Сегодня мозг действительно научились включать и выключать с помощью лазерного луча.

Возбуждение активности в дендритах (справа).

Нейробиологи долго не могли выявить функцию белка приона, мутации гена которого приводят к нейродегенеративным расстройствам, и амилоида – пептида («осколок» протеина) размером чуть более 40 аминокислот, вызывающего болезнь Альцгеймера. Недавно выяснилось, что оба эти высокомолекулярных вещества помогают глютаминовому рецептору возбуждать нейрон (глютамин – это аминокислота, присоединяющаяся к рецепторному белку, пронизывающему оболочку нервной клетки, что приводит к возбуждению нервной клетки). Блокирование рецептора приводит к нарушению передачи сигнала и утере многочисленных синапсов, или точек контактов нейронов между собой. Синапсы могут образовываться и исчезать в течение каких-то 20–30 секунд.

В Йельском университете на клетки с измененным рецептором подействовали лекарством, используемым для лечения умственной отсталости, связанной с ломкой хромосомой Х («икс»). У подопытных мышей с моделью болезни Альцгеймера эта процедура привела к улучшению памяти и повышению обучаемости, а также повышению плотности синапсов. Об этой работе сообщил журнал Neuron.

Синапс – это щель между «приходящей» и «пост»-мембраной, в которую выделяется избыток аминов. Он «убирается» ферментом моноаминооксидазой (МАО), нехватка которого вызывает агрессивное поведение. Снижение плотности синапсов наблюдается у больных шизофренией. Однако оказалось, что в начале заболевания количество связей резко увеличивается. Это удивило китайских исследователей из университета Сычуаня, работавших вместе с коллегами из Йеля 

(J. Neuroscience). С помощью функционального магниторезонансного томографа (МРТ) они сканировали мозг 129 молодых людей после первого приступа болезни. МРТ хорошо показывает мозговые структуры, но не уровень обмена в их клетках, определяющих мотивацию людей и их стремление к получению удовольствия и награды. За это отвечает допамин.

Для определения концентрации рецепторов глютамина и допамина больше подходит позитрон-эмиссионный томограф (ПЭТ), использующий контрастное фторсодержащее вещество. Суммированные данные, полученные при исследовании здоровых добровольцев, показали наличие большого числа допаминовых рецепторов в глубоких структурах мозга, вовлеченных в контроль движений, генерирование эмоций и умственных способностей, а также небольшое количество в нижних слоях коры.

Астроциты (красные), выделяющие необходимый для синапсов белок хевин.

Журнал Molecular Psychiatry поместил статью с описанием результатов исследования мозга 15 человек с биполярным расстройством (данные этого исследования сравнили с показателями у 25 здоровых людей). Это исследование проводилось в Университете штата Айова (США). Данные показывают нарушение обменных процессов в белом веществе полушарий и в мозжечке, что оказалось довольно неожиданным. Авторы указывают на благотворное действие всем известного лития, который стабилизирует состояние обмена в мозжечке.

Еще одно отклонение в развитии мозга – аутизм, одной из причин которого может являться мутация в гене хевина (hevin) – белка, который необходим для формирования мозга и синапсов в нем. Журналы Neuron и eLife опубликовали статьи, где описывается роль хевина и белка Syngap – название которого можно перевести как «синаптическая щель» – в формировании связей между нейронами. При этом подчеркивается, что необходимый для синапсов хевин синтезируется астроцитами, или звездообразными клетками белого вещества мозга, то есть глии. Помимо глютамина возбуждающим действием обладает АМРА (аминометилпропионовая кислота). Добавление АМРА приводит к активации их возбуждающих синапсов.

Все это лишний раз показывает значение и важность понимания динамических процессов в мозге и его клетках. Причем не только нервных, но и глии. Это важно в определении молекулярных «целей» для разработки новых лекарств.