Деякі зони мозку зберігають молоді зв'язки у старінні
Ця здатність зберігати «дитячу» здатність у зрілому віці потенційно сприяє нашій здатності засвоювати нові навички та формувати нові спогади в міру старіння.
Дослідники з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі та Інституту мозкових наук Аллена в Сіетлі дійшли до нових висновків, порівнявши рівні генної активності в різних регіонах мозку.
Вони виявили ділянки мозку дорослих, де гени, пов'язані з побудовою нових зв'язків між клітинами, мають більш високий рівень активності. Ті самі гени також мають високу активність у молодому мозку, тому дослідники назвали цю модель генної активності "дитячою".
"Ми вже знали, що мозок дорослої людини, як правило, має більшу активність серед цих генів у порівнянні з іншими близькоспорідненими видами, включаючи шимпанзе та мавп", - сказав перший автор Ману С. Гоял, доктор медичних наук.
"Наші нові результати пов'язують цю діяльність з формою виробництва енергії, яка, як відомо, є корисною для побудови біологічних структур, таких як нові гілки нервових клітин, необхідні для додавання зв'язків у мозку".
Вчені вважають, що нові зв'язки між клітинами мозку допомагають закодувати нові спогади та навички ще довго після того, як мозок перестає рости.
Дослідження опубліковано в журналі Клітинний метаболізм.
Кілька років тому старший автор, доктор медичних наук Маркус Райхл, досліджував ненаситне споживання мозку цукру та кисню для виробництва енергії та увімкнення інших функцій, коли помітив, що кілька областей мозку споживають цукор із надзвичайно високими показниками.
Пізніше він та його колеги показали, що це тому, що ці регіони брали активну участь в альтернативному енерговиробничому процесі, який називається аеробним гліколізом.
"Аеробний гліколіз є формою споживання цукру, яку сприяють ракові клітини та інші швидко зростаючі клітини", - сказав Гоял.
"Це змусило нас замислитися, чи не були ділянки мозку, які використовують аеробний гліколіз, також ті, що мали найбільш дитячу генну активність, а саме ті, які допомагають формувати нові зв’язки клітин мозку".
Для нового дослідження Рейхле співпрацював з доктором наук Майклом Гавриличем та створив Атлас мозку людини Аллена, базу даних, що деталізує активність генів у різних відділах мозку та від людей різного віку.
Коли дослідники використовували атлас для вивчення генної активності в областях мозку з високими показниками аеробного гліколізу, вони виявили, що ці регіони мають більше дитячої генної активності, ніж інші області мозку.
Вони також виявили понад 100 генів, які постійно були більш активними в цих регіонах, ніж в інших.
В рамках дослідження Гоял також проаналізував дані попередніх досліджень інших вчених, щоб показати, що у маленьких дітей спостерігається більше аеробного гліколізу у всьому мозку.
"У мозку дорослого на аеробний гліколіз припадає близько 10-12 відсотків загального споживання цукру", - сказав він.
"У маленьких дітей аеробний гліколіз становить від 30 до 40 відсотків загального споживання цукру".
Аеробний гліколіз менш ефективний для виробництва енергії, ніж окислювальний гліколіз, альтернативний метод, який використовує кисень і цукор. Але вчені вважають, що перше є кращим джерелом енергії для швидкого зростання.
"Навіть у дорослих є частини мозку, які все ще швидко змінюються та адаптуються, і саме тому аеробний гліколіз продовжує використовуватися в мозку дорослих", - сказав Гоял.
Зараз дослідники вивчають, чи сприяють проблеми в конкретних клітинах головного мозку, які використовують аеробний гліколіз, таким проблемам нервового розвитку, як аутизм чи розумова відсталість, або нейродегенеративним розладам, таким як хвороба Альцгеймера.
"Здатність підтримувати метаболічні потреби клітин мозку дорослих для створення нових зв'язків одного разу може бути важливою для лікування травм головного мозку та нейродегенеративних розладів", - пояснив Гоял. "У нас є багато роботи, але це інтригуюче розуміння".
Джерело: Вашингтонський університет - Сент-Луїс
.jpg)
