Вчені, які вивчають, як розвивається нервова система у жаб, виявили, що зміна схеми електричних сигналів в окремих нейронах змінює види нейромедіаторів, які вони виробляють.
Хоча це попереднє відкриття може призвести до нового розуміння того, як розвивається епілепсія та інші неврологічні розлади, і навіть може вказувати на нові способи профілактики або лікування цих розладів. Про це пише News-Medical.
Багато неврологічних та психічних розладів є наслідком проблем з нейромедіаторами (хімічними речовинами, що передають нервові сигнали). Деякі з цих хімічних речовин, які називаються збудливими нейромедіаторами, збільшують активність нервової системи, тоді як інші, які називаються гальмівними нейромедіаторами, зменшують активність.
Попередні дослідження показали, що екологічні сигнали можуть змусити деякі нейрони змінювати нейромедіатори, які вони експресують, але дослідники вважали, що це явище обмежене лише кількома видами нейронів за обмежених обставин.
Це дослідження показує, що це явище широко поширене, принаймні у жаб, і що фактори, що впливають на електричну активність в окремих нейронах, можуть відігравати певну роль у тонкому налаштуванні функцій багатьох нейронів у нервовій системі. Дослідження було частково профінансовано Національним інститутом неврологічних розладів та інсульту (NINDS) та опубліковано у випуску Nature.
“Дані свідчать про те, що тип нейромедіатора є результатом взаємодії між генетичною регуляцією і електричною активністю, — говорить старший автор Ніколас с.Спітцер, доктор філософії, Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. – Це забезпечує більшу гнучкість, ніж гени самі по собі, але це палиця з двома кінцями — систему також легше порушити. Якщо ми зможемо перетворити точку меча на свою користь, ми можемо допомогти нервовій системі зцілитися».
Дослідження на жабах
Дослідники вивчали розвивається спинний мозок у ембріонів жаб. В одному наборі ембріонів вони генетично маніпулювали властивостями клітинних мембран, щоб збільшити або зменшити електричну активність нейронів. В інших ембріонах вони робили те саме, використовуючи наркотики.
Дослідники виявили, що збільшення електричної активності в нейронах збільшило кількість інгібіторних нейромедіаторів. Зниження рівня активності в нейронах збільшило вироблення збудливих нейромедіаторів. В обох випадках зміни, здається, були спробою нервової системи відновити баланс між збудливими та гальмівними сигналами.
Вивчивши клітини в культуральній чашці, дослідники виявили, що збільшення або зменшення електричної активності лише на 5 годин було достатньо, щоб викликати зміни, які вони спостерігали. Подальша зміна активності нейронів не призвела до зворотного ефекту. Це говорить про те, що в процесі розвитку існують критичні періоди для цих змін, кажуть дослідники.
Зазвичай, коли нервова система адаптується до ліків або інших подразників, вона робить це шляхом зміни рецепторів нейромедіаторів на нервових клітинах, говорить Габріель Леблан, доктор філософії, програмний директор NINDS. Це дослідження показує, що нейрони також можуть змінювати самі нейромедіатори.
Мозок та екологія
“Це допомагає пояснити, як навколишнє середовище може мати постійний вплив на нервову систему”, — говорить доктор Леблан. Ця інформація може допомогти дослідникам зрозуміти, як розвиваються епілепсія, депресія та інші розлади. Це також може призвести до нового розуміння того, як ліки, що використовуються для лікування неврологічних розладів, можуть викликати тривалі зміни в нервовій системі».
Дослідники поки не знають, чи можуть подібні зміни відбуватися в мозку, або вони відбуваються у дорослих тварин і у людей. Для відповіді на ці питання необхідні додаткові дослідження.
За словами доктора Спітцера, якщо дослідники зможуть навчитися контролювати зміни нейромедіаторів у людей, вони зможуть знайти кращі методи лікування захворювань людини.
