Как отличить гладкость шелка от грубой текстуры наждачной бумаги? Осязание у людей сложное, и для обработки поступающей информации требуются схемы в мозгу, подобно компьютеру. Эти цепи состоят из электрически возбудимых клеток, называемых нейронами.
Новое исследование, проведенное доцентом Фармацевтического колледжа доктором Джиллиан Стобарт и аспирантами Нушином Ахмадпуром и Мехером Кантроо, показало, что клетки мозга, называемые астроцитами, тонко настраивают цепи, обрабатывающие чувство осязания . Их результаты были недавно опубликованы в журнале Nature Communications .
Известно, что нейроны и астроциты отправляют друг другу химические сообщения в качестве формы связи. Это исследование впервые показало, что астроциты в мозге мышей используют рецепторы, называемые NMDA-рецепторами, для прослушивания цепей при активации чувства осязания.
У мышей без NMDA-рецепторов астроцитов нейрональные цепи были нарушены. Некоторые схемы, которые обычно обрабатывают сенсорную информацию, все еще работали, а некоторые нет. Это привело к тому, что у мышей возникли проблемы с осязанием.
Команда лаборатории Стобарта, слева направо: Шахин Шабанипур, Джессика Меза-Ресильяс, Джилл Стобарт, Нушин Ахмадпур и Мехер Кантроо. Предоставлено: Университет Манитобы.
«Мыши используют свои усы, чтобы прикасаться и чувствовать окружающую среду, так же, как люди используют свои пальцы», — сказал Стобарт. «Мыши также очень любопытные животные, и мы воспользовались этим, чтобы провести тест на текстуру с помощью наждачной бумаги».
Мышам показали два объекта, покрытые наждачной бумагой одинаковой текстуры, и разрешили исследовать их усами. Затем исследователи показали им новый объект, покрытый другой наждачной бумагой.
«Если они поймут, что наждачная бумага другая, они потратят больше времени на изучение нового объекта благодаря своей любопытной натуре», — отметила она.
Используя этот тест, команда обнаружила, что мыши без NMDA-рецепторов астроцитов с трудом распознают другую наждачную бумагу, когда ее текстура схожа. «Их осязание не исчезло полностью», — сказал Стобарт. «Но у них были проблемы с остротой зрения, а это означало, что их резкость и способность различать одинаковые поверхности были снижены».
Стобарт добавил, что информация, которую человеческий мозг получает при прикосновении к объекту, подобна пробкам на оживленном перекрестке в час пик. «Астроциты — это светофоры , которые направляют поток информации к месту назначения. Когда в астроцитах нарушается передача сигналов рецептором NMDA, это похоже на сломанный левый поворотник. Часть потока информации может продолжаться прямо через перекресток, но поворот налево невозможен. означает, что некоторая информация не может достичь своей цели».
Стобарт считает, что исследование не только углубляет понимание сложной связи между астроцитами и нейронами в мозге, но также имеет значение для неврологических расстройств.
«Например, пациенты с шизофренией страдают от сенсорных нарушений, в том числе от обработки информации, получаемой от осязания. Многие из результатов наших исследований имитируют работу мозговых цепей у людей, страдающих шизофренией. Это повышает вероятность того, что астроциты являются недостающим звеном в этом процессе». болезнь."
Вооружившись этими знаниями, Стобарт планирует изучить различные препараты, потенциально усиливающие астроциты во время обработки информации , открывая клиницистам возможность лечить пациентов с шизофренией разными способами.
