Исследование показывает, как мозг удаляет ненужные синапсы для создания новых связей

Синапсы, которые не проявляют достаточной активности, подвергаются обрезанию, показывает новое исследование на мышах. Это означает, что нейронные связи, которые не используются, могут быть удалены из мозга. Этот процесс называется конкурентной работой между нейронами, где часто активизирующиеся связи усиливаются, а малоиспользуемые обрезаются.

Исследование проводилось на мышах и использовались митральные клетки, тип клеток, расположенных в обонятельной луковице, мозговом центре, отвечающем за наше обоняние. Установлено, что у взрослых митральных клеток имеется единственное соединение с промежуточной сигнальной станцией, называемой клубочком. Однако в раннем развитии митральные клетки отходят от многих клубочков. С течением времени эти ветви обрезаются, оставляя единую прочную связь. Для мышей, использованных в этом исследовании, этот процесс для большинства митральных клеток завершается к 6-му дню после рождения.

Хотя некоторые механизмы, связывающие активность нейронов и сокращение синапсов, были предложены ранее, в этой статье выдвигается другая идея. Именно передача сигналов от глутамата была необходима для обрезки. Когда глутамат связывается со своим рецептором NMDAR в дендрите, он подавляет молекулу механизма обрезки, называемую RhoA. Этот сигнал «спаси меня» важен для защиты от обрезки. Однако этот сигнальный путь не так хорошо воздействует на другие дендриты, вызывая активацию RhoA для них, а не подавление.

Этот сигнал «наказания» за уничтожение синапсов действует только на незащищенные синапсы, и он объясняет, как только сильная связь становится победителем, а все остальные, опосредующие слабые и шумные входы, становятся проигравшими. 

Однако ученые предупреждают, что NMDAR не считаются критическими для синаптической функции в некоторых системах, включая нервно-мышечные соединения. Остается определить, задействован ли тот же принцип в этих системах.

Это исследование помогает лучше понять механизмы, лежащие в основе конкурентной работы между нейронами и может быть полезным для развития новых методов лечения нервных заболеваний.