NatCom: нейроны мозга обладают собственной молекулярной памятью

Ученые из Университета Линчёпинга в Швеции обнаружили, что белковая структура CaV2.1 в мозге наделяет нейроны молекулярной "памятью", которая позволяет формировать и долго хранить воспоминания. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications (NatCom).

Речь идет об ионном канале — белковой структуре, которая регулирует движение ионов через клеточную мембрану. В мозге они играют ключевую роль в передаче сигналов между нейронами. Канал CaV2.1 находится в синапсах — участках соединения между нейронами — и открывается в ответ на электрический импульс, запуская выброс нейромедиаторов, которые передают сигнал дальше.

Авторы обнаружили, что после длительной электрической активности часть каналов перестает открываться. Это снижает силу сигнала, передаваемого следующему нейрону.

"Канал как будто "запоминает", что он уже был активирован, и реагирует на это, меняя свое поведение", — объясняет руководитель исследования Антониос Пантазис.

Эта память канала основана на его структуре: он состоит из нескольких подединиц, которые могут принимать до 200 различных конфигураций. Такие изменения сохраняются от секунд до минут, но могут запускать долговременные процессы, включая ослабление связей между нейронами — ключевой механизм обучения и забывания.

"Даже если канал "помнит" всего несколько секунд, это может стать началом молекулярной цепной реакции, приводящей к долговременным изменениям в мозге", — говорит Пантазис.

Он добавляет: "Это похоже на то, как маленький толчок может привести к падению домино — одна молекула запускает перестройку всей нейронной сети".

Кроме того, ученые определили участок ионного канала, на который потенциально можно воздействовать с помощью лекарств. Это открывает новые направления в терапии заболеваний, связанных с нарушением синаптической передачи, включая генетические формы эпилепсии и атаксии.