Нейробиолог из Калифорнийского университета в Ирвине Сунил Ганди и его коллеги интересовались, можно ли восстановить гибкость юношеского мозга взрослому мозгу. По-видимому, может: они успешно воссоздали критический ювенильный период в мозге взрослых мышей. Другими словами, исследователи повторно активировали пластичность мозга – быстрые и устойчивые изменения в нервных путях и синапсах в результате обучения и опыта.
И тем самым они расчистили путь для дальнейших исследований, которые могут привести к новым методам лечения нарушений развития мозга, таких как аутизм и шизофрения.
Ученые достигли этого, трансплантировав определенный тип эмбриональных нейронов в мозг взрослых мышей. Пересаженные нейроны экспрессируют ГАМК, главный тормозной нейромедиатор, который помогает в моторном контроле, зрении и многих других корковых функциях.
Подобно тому, как старые мышцы теряют свою юношескую гибкость, пожилой мозг теряет пластичность.
Но в исследовании Ганди трансплантированные нейроны ГАМК создали новый период повышенной пластичности, который позволил энергично перенастроить мозг взрослого человека. В каком-то смысле старые мозговые процессы снова стали молодыми.
В раннем детстве нормальное зрительное восприятие имеет решающее значение для правильного подключения связей в зрительной системе.
Нарушение зрения в это время приводит к длительному зрительному дефициту, называемому амблиопией. В попытке восстановить нормальное зрение исследователи трансплантировали нейроны ГАМК в зрительную кору взрослых амблиопических мышей.
«Через несколько недель после трансплантации, когда зрительная система животного-донора переживала критический период, амблиопические мыши начали видеть с нормальной остротой зрения», – сказала Мелисса Дэвис, научный сотрудник и ведущий автор исследования.
Эти результаты вселяют надежду на то, что трансплантация нейронов ГАМК может иметь клиническое применение в будущем. Это направление исследований также может пролить свет на основные механизмы мозга, которые создают критические периоды.
«Эти эксперименты ясно показывают, что механизмы развития, расположенные в этих клетках ГАМК, контролируют время наступления критического периода», – сказал Ганди, доцент кафедры нейробиологии и поведения.
Он добавил, что результаты указывают на использование трансплантации клеток ГАМК для повышения уровня переобучения взрослого мозга после травмы.
Кроме того, эта работа вызывает новые вопросы о том, как эти трансплантированные нейроны ГАМК реактивируют пластичность, ответы на которые могут привести к терапии неизлечимых в настоящее время заболеваний головного мозга.