Оптический анализ локальной среды мозга: Кислотный ответ астроцитов у мышей с эпилепсией

Исследователи из Университета Тохоку показали, что астроциты в мозге мыши демонстрируют кислотный ответ при усилении эпилептических припадков. Кислотный ответ астроцитов может привести к усилению возбуждающих сигналов нейронов и стать основополагающим фактором для формирования пластичности при эпилептогенезе.

Результаты исследования были подробно описаны в журнале Brain 25 ноября 2022 года.

Клетки в мозге можно разделить на нейроны и глию. Астроциты являются основным подтипом глии, контролирующим локальную ионную и метаботропную среду в мозге.

Чтобы лучше понять астроциты и среду мозга, в астроцитах мышей были генетически экспрессированы флуоресцентные сенсорные белки. Затем исследователи имплантировали оптическое волокно в латеральный гипоталамус мозга мыши, чтобы посылать возбуждающий свет и регистрировать сигналы флуоресценции. Анализируя сигналы, записанные с помощью этого нового метода фотометрии, была оценена активность астроцитов и выявлены критические компоненты локальных изменений окружающей среды мозга.

Использование оптических сигналов для получения информации о живом мозге экспериментальных животных широко используется в последних исследованиях в области неврологии. Несмотря на то, что астроциты занимают почти половину мозга, они не генерируют электрические сигналы, поэтому традиционные исследования электроэнцефалограммы, когда электрическая активность мозга измеряется с помощью электродов, прикрепленных к коже головы, не могут быть применены для изучения функции астроцитов. Поэтому исследователи обратились к технологии волоконной фотометрии.

“Участие глии в обработке информации, пластичности и здоровье мозга долгое время оставалось загадкой”, – говорит профессор Ко Мацуи из лаборатории физиологии сверхсетевого мозга Университета Тохоку, возглавлявший исследование. “Наш недавно созданный метод фотометрии волокон открывает путь к пониманию физиологии глии в здоровом и больном живом мозге”.

Исследователи были не первыми, кто использовал технологию волоконной фотометрии, но в большинстве предыдущих исследований не учитывалось влияние локального объема крови и изменений цитозольного рН на обнаруженные флуоресцентные сигналы. Однако ведущий исследователь исследования доктор Йоко Икома, Мацуи и их команда расширили анализ обнаруженных сигналов флуоресценции, чтобы извлечь как можно больше местных параметров окружающей среды.

“Это исследование может сравниться с подвигом Ходжкина и Хаксли в 1970-х годах”, – добавляет Мацуи. Они выделили временной ход активации Na+ и K+ каналов из одной формы волны потенциала действия; в то время как мы смогли выделить Ca2+, pH и локальные изменения объема крови в мозге из обнаруженных сигналов флуоресценции”. Общая цель физиологии заключается в том, чтобы распутать обнаруженные сигналы и раскрыть основную истину, стоящую за тем, что мы можем наблюдать”.

Икома говорит, что их технологический прорыв может быть использован для понимания роли локальных изменений окружающей среды мозга во многих патологиях мозга. “Терапевтическая стратегия, направленная на контроль pH астроцитов, потенциально может быть использована не только для лечения эпилепсии, но и для лечения инсульта или травм мозга – даже для улучшения памяти при лечении деменции”.

Немного на этих днях про таргетированные sms рассылки много интересного почитал, на мой взгляд это интересно и очень важно. Очень полезная информация.

Оставьте комментарий