Ученые выяснили, почему мозг не перегревается при долгих раздумьях
Биологи нашли в гиппокампе, центре памяти в мозге человека, особую зону, которая является своеобразным "датчиком температуры", следящим за тем, чтобы мозг не перегрелся и не возник эпилептический припадок, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuron.
"Мыши, у которых регион CA2 был отключен, вели себя нормально, но при этом они периодически испытывали симптомы, похожие на эпилепсию. Нормальные волны активности нейронов исчезли и были заменены на эпилептоподобные разряды электричества из-за того, что скорость работы других частей гиппокампа никто не контролировал", - объясняет Томас Макхью (Thomas McHugh) из института RIKEN в Саитаме (Япония).
Гиппокамп, центр памяти в нашем мозге, состоит из нескольких сложенных друг на друга слоев пирамидальных нейронов. Нервные клетки в этих областях собирают и обрабатывают информацию, поступающую из других отделов мозга, к которым они "приписаны". Считается, что гиппокамп участвует во всех процессах, связанных с консолидацией и сохранением долговременных воспоминаний, однако полный набор его функций пока не известен.
В прошлом году Махью и его команда обнаружили, что воспоминания и информация хранятся в гиппокампе в достаточно разрозненном виде. Для их "чтения" нужны так называемые тета-волны, медленные импульсы мозговой активности, помогающие клеткам гиппокампа "вспоминать", в каком порядке нужно воспроизводить то, что они запомнили раньше.
Если их подавить, то тогда человек или мышь будут помнить то, что происходило с ними, но эти воспоминания будут случайным образом перемешаны. Источником этих волн был регион СА3, один из участков гиппокампа, участвующих в первичной обработке информации. Его открытие заставило ученых искать, нет ли в мозге других "генераторов волн", отвечающих за работу важнейших функций нервной системы.
Для их поиска ученые вывели две особых породы мышей, разные части гиппокампа и других отделов мозга которых можно было временно или навсегда отключать, используя импульсы синего света или молекулы нейротоксина TeTx.
Как показали эти эксперименты, ближайший сосед CA3, регион CA2, оказался своеобразным "термодатчиком" и системой безопасности мозга, защищающей гиппокамп от перегрева и чрезмерно высокой активности.
Отключение этого участка мозга, как показали опыты на мышах, привело к любопытным и почти непредсказуемым последствиям. После блокировки СА2 грызуны в целом вели себя нормально, но в некоторых случаях, когда они смотрели на определенные части клетки или делали определенные действия, их гиппокамп, образно выражаясь, "взрывался" и начинал вырабатывать мощнейшие вспышки активности, похожие на импульсы, возникающие во время приступов эпилепсии.
Дальнейшие эксперименты с этими мышами показали, что регион СА2 вырабатывает особые волны, которые заставляют нервные клетки в других частях гиппокампа подавлять свою активность при превышении некого предела. Это защищает их и от формирования эпилептических очагов, и от перегрева. Длительное отсутствие подобной защиты, как показали опыты, приводит к ухудшению памяти и потери способности быстро учиться.
Нарушения в работе этого внутреннего "термометра" мозга, как считают ученые, могут играть роль в развитии различных нарушений в работе памяти и некоторых форм эпилепсии. Они планируют выяснить, как именно возникают эти нарушения, в ходе более длительных и масштабных опытов с подобными мышами.
