Согласно исследованию клиники Майо, опубликованному в журнале Nature Neuroscience , клетки, которые действуют как первая линия защиты центральной нервной системы от вреда, также играют роль в содействии пробуждению мозга после анестезии. Это открытие может помочь проложить путь к инновационным методам лечения осложнений после анестезии.
При выходе из наркоза более трети пациентов могут испытывать сильную сонливость или гиперактивность — побочный эффект, называемый делирием. Исследователи Мэйо обнаружили, что специальные иммунные клетки в мозге, называемые микроглией, могут защищать нейроны от последствий анестезии и пробуждать мозг.
«Это первый раз, когда мы наблюдаем, как микроглия усиливает и усиливает активность нейронов за счет физического задействования цепей мозга», — говорит нейробиолог клиники Мэйо Лун-Цзюнь Ву, старший автор исследования.
Исследователи наблюдали заклинивание микроглии между нейронами и тормозными синапсами, подавляющее нервную активность под наркозом. Микроглия, похоже, пытается защитить нейроны, чтобы противодействовать седативному эффекту.
Мозг состоит из сети нейронов, которые возбуждают и стимулируют активность во всем теле. Нейроны соединены синапсами, которые получают и передают сигналы, позволяющие человеку двигаться, думать, чувствовать и общаться. В такой среде микроглия помогает поддерживать мозг здоровым, стабильным и функциональным. Хотя микроглия была открыта более 100 лет назад, только в последние 20 лет она стала предметом серьезных исследований.
Вначале учёным для изучения были доступны только фиксированные слайды микроглии, на которых можно было получить снимки этих клеток. Первоначально считалось, что когда нейроны неактивны и мозг спокоен, микроглия менее активна. Затем технологии позволили более детально наблюдать и изучать микроглию, в том числе то, как она движется.
Микроглия (зеленая) движется и «танцует» вокруг, активно наблюдая за мозгом и взаимодействуя с нейроном (красная). Фото: Клиника Мэйо.
«Микроглия — это уникальные клетки мозга, потому что в них происходят очень динамичные процессы. Они двигаются и танцуют, изучая мозг. Теперь у нас есть мощные изображения, которые показывают их активность и движение», — говорит доктор Ву.
В течение нескольких лет доктор Ву и его команда проводили исследования того, как микроглия и нейроны взаимодействуют в здоровом и нездоровом мозге. Например, они показали, что микроглия может ослаблять гиперактивность нейронов во время приступов эпилепсии. Исследователи могут видеть эти клетки в мозге в режиме реального времени и записывать их движения на моделях бодрствующих мышей, используя передовые технологии визуализации, в том числе сканирующий электронный микроскоп.
В 2019 году исследователи обнаружили, что микроглия может чувствовать, когда мозг и его активность подавляются, например, с помощью анестезии. Они обнаружили, что микроглия становится более активной и бдительной, когда это происходит.
«Теперь мы можем видеть, как микроглия усиливает наблюдение и патрулирует нейронную активность мозга, как полицейский ночью, реагирующий на подозрительную активность , когда все остальное тихо», — говорит доктор Ву.
Пациенты, испытывающие бред или возбуждение после выхода из наркоза , также могут чувствовать гиперактивность или крайнюю вялость. Исследователи полагают, что гиперактивность может быть результатом чрезмерного вмешательства микроглии между нейроном и тормозными синапсами.
«Если мы сможем изучить роль микроглии в различных физиологических состояниях, таких как сон, мы сможем применить эти знания для улучшения ухода за пациентами в клинических условиях », — говорит Коитиро Харувака, доктор философии, ведущий автор исследования и клиники Майо. старший научный сотрудник.
