Участок коры мозга, принимающий сигналы от вибриссов: аксоны нейронов окрашены красным, кровеносные сосуды – зелёным.
Кровеносные сосуды в коре мозга мышей при отсутствии сенсорных сигналов (слева) и после сенсорной стимуляции (справа).
Нейроны мозга зависят от питающих их кровеносных сосудов. Известно, что во время напряжённой работы мозга усиливается кровоток в тех его областях, которые работают активнее прочих – местные клетки нужно обеспечить питательными веществами и кислородом. Как выяснили исследователи из Медицинской школы Гарварда (США), взаимосвязь между нейронами и кровеносными сосудами на самом деле ещё прочнее, чем полагали ранее – оказывается, сама структура сосудистой сети может меняться в ответ на изменения в нейрональной активности.
Известно, что нейронная архитектура мозга весьма пластична – нервные клетки постоянно формируют и разрывают контакты друг с другом, а доля белого и серого вещества в разных мозговых отделах может довольно сильно меняться в зависимости от того, какие задачи приходится постоянно выполнять мозгу. Но это нейроны, насчёт же сосудистой сети считалось, что она полностью определяется генами, которые руководят её формированием в ходе индивидуального развития. В статье в Neuron её авторы признают, что гены играют тут огромную роль, особенно на первых этапах созревания мозга, однако дальнейшая настройка сосудистой системы во многом зависит от нейронной активности.
Баптисте Лакост и его коллеги экспериментировали с мышами, пометив у животных нейроны и кровеносные сосуды разными флуоресцентными белками: аксоны нейронов – красным, сосуды – зелёным, чтобы можно было наблюдать за изменениями в тех и в других. В качестве «подопытных» были выбраны нервные клетки из области коры, принимавшей сенсорные сигналы от вибриссов. Исследователей интересовало, изменится ли что-то в сосудах коры, если в неё перестанут поступать сигналы извне (для этого мышей либо модифицировали генетически – так, чтобы нервные импульсы от чувствительных нейронов не доходили до мозга, либо просто удаляли сами вибриссы). Как следствие, кровеносные сосуды в коре укорачивались и они делались менее разветвлёнными. Наоборот, когда вибриссы стимулировали, то и сосуды в вибриссной коре становились длиннее и формировали новые ответвления.
В дальнейшем нейробиологи хотят выяснить, как именно связаны нейроны и сосуды. Возможно, передачей сигналов от одних к другим занимаются астроциты, специальные вспомогательные клетки нервной системы, чья забота – следить за благополучием нейронов (и которых, кстати, в пять раз больше, чем нейронов). Также предстоит более тщательно изучить факторы, которые могут повлиять на взаимодействие нейронов и сосудистой сети. Многие заболевания сопровождаются тем, что мозг перестаёт получать в достаточном количестве кислород и питательные вещества; возможно, чтобы такого не происходило, нужно позаботиться о том, чтобы мозг не испытывал недостатка в ощущениях.
Источник: НАУКА И ЖИЗНЬ
