Мозок подібний до м'язів: дослідники несподівано підтвердили стару мудрість.

Багато людей порівнюють мозок із м'язами, вживаючи вирази на зразок "тренуй або втрачаєш". Вони також обговорюють різноманітні методи покращення когнітивних функцій. Хоча структура мозкової тканини відрізняється від м'язів, останні дослідження свідчать про те, що деякі функції мозку можуть проявлятися вражаючими паралелями з поведінкою м'язів, як зазначає IFLScience.

У Фокус.Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі останніх та найцікавіших новин у галузі науки!

Дослідження, проведене вченими з Медичного інституту Говарда Г'юза, виявило механізм у клітинах мозку, який відображає спосіб, у який м'язи отримують сигнали до скорочення.

Дослідження під керівництвом Лорени Бенедетті зосереджене на ендоплазматичному ретикулумі (ЕР) -- клітинній структурі, що має вирішальне значення для синтезу та регуляції білків.

Бенедетта зауважила чітке розташування молекул у вигляді драбини уздовж дендритів, які є розгалуженими відростками нейронів. Цей самий шаблон, не знаючи про Бенедету, виявив і Стефан Заальфельд при аналізі зображень клітин мозку мух, що викликало інтерес старшого дослідника Дженніфер Ліппінкотт-Шварц.

Схожість цих патернів із структурами, виявленими в м'язових клітинах, стала підставою для проведення додаткових досліджень. У м'язовій тканині білки юнктофіліни сприяють взаємодії між ендоплазматичним ретикулумом і клітинною мембраною, що дозволяє вивільненню кальцію ініціювати процес скорочення.

Команда виявила, що юнктофіліни також існують у дендритах, утворюючи структуровані точки контакту між ЕР і зовнішньою мембраною. Це дозволило припустити про їхню потенційну роль у передачі сигналів по нервових клітинах.

Бенедетті та її колеги припустили, що ці ділянки діють як підсилювачі, допомагаючи кальцієвим сигналам ефективно подорожувати на великі відстані всередині нейронів.

Коли нервові імпульси спричиняють вивільнення кальцію з ендоплазматичного ретикулуму (ЕР), активується білок CaMKIII. Цей білок модулює інтенсивність сигналів, які проходять через нейрон, подібно до низки підсилювачів у комунікаційній мережі. Результати дослідження відкривають нові перспективи щодо механізмів, які лежать в основі навчання та пам'яті на клітинному рівні.

За словами Ліппінкотт-Шварца, Альберт Ейнштейн одного разу провів аналогію між мисленням і фізичним тренуванням м'язів. Сучасні наукові дослідження, ймовірно, виявляють ще більш глибокий зв'язок між цими двома явищами.

Це відкриття може суттєво вплинути на наше розуміння станів, пов'язаних із пам'яттю, зокрема деменції, а також сприяти покращенню методів у неврологічних дослідженнях.

У попередніх публікаціях Фокус акцентував увагу на незвичайній ролі нюху: з'ясувалося, що він має більшу значущість, ніж зір і слух. Цю інформацію представили американські дослідники.