За передачу информации отвечает сложная сеть нервных волокон и синапсов в головном мозге. Когда нервная клетка стимулируется, она генерирует сигналы в виде электрохимических импульсов, которые распространяются вдоль мембраны длинных отростков нервных клеток, называемых аксонами. Скорость передачи информации зависит от различных факторов, таких как диаметр аксона.
У позвоночных, у которых сравнительно большой мозг заключен в компактный череп, важную роль играет другой механизм экономии места: миелинизация . Это предполагает образование биомембраны, которая окутывает аксон и значительно ускоряет скорость передачи сигнала. Чем толще эта миелиновая оболочка, тем быстрее передача.
«Несмотря на то, что миелинизация является неотъемлемой частью нейронной обработки в мозге позвоночных, ее адаптивные свойства еще не полностью изучены», — говорит доктор Конни Копп-Шейнпфлюг, нейробиолог из Биоцентра LMU. Она является главным исследователем исследования, недавно опубликованного в Трудах Национальной академии наук , которое раскрывает новое понимание принципов миелинизации.
Исследователи исследовали вопрос о том, как сенсорная стимуляция влияет на формирование слоев миелина. «Мы знаем, что аксоны , которые регулярно стимулируются, имеют увеличенную толщину миелиновой оболочки », — объясняет доктор Михай Станку, ведущий автор статьи.
Соответственно, регулярные тренировки улучшают возможности передачи. Однако было неизвестно, происходит ли это изменение на уровне отдельных нервных волокон или адаптивная миелинизация передается и на соседние пассивные аксоны в пучке волокон.
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые исследовали нервную активность мышей. «Мы сосредоточились на слуховой системе, поскольку она позволяет раздельно активировать левую и правую нейронные цепи », — объясняет Копп-Шейнпфлюг. С этой целью команда временно лишила лабораторных мышей глухоты на одно ухо с помощью затычки для ушей. Таким образом, одна сторона получала более сильную акустическую стимуляцию, чем другая сторона с заткнутыми ушами на протяжении всего эксперимента.
«Удивительно, но все пучки нервных волокон, которые мы исследовали в мозге, содержали аксоны, передающие информацию от правого уха, а также аксоны, передающие информацию от левого уха», — говорит Станку. Экспериментально вызванная односторонняя глухота позволила исследователям проверить свою гипотезу.
Их результаты показали, что в смешанных пучках нервных волокон были укреплены только миелиновые оболочки аксонов, принадлежащих незакупоренному активному уху. Следовательно, активные аксоны не передавали адаптивные изменения миелинизации другим, пассивным волокнам, даже когда они располагались в непосредственной близости.
«Похоже, принцип заключается в том, что каждый аксон тренируется сам по себе», — отмечает Копп-Шайнпфлюг. «Таким образом, активность одного входного канала не может компенсировать дефицит другого».
Авторы приходят к выводу, что разнообразный сенсорный опыт на протяжении всей жизни человека жизненно важен. «Если вы хотите оставаться в хорошей когнитивной форме, вам следует дать своему мозгу всестороннюю тренировку».
