Переключение одного молекулярного переключателя помогает создать зрелые нейронные связи, которые позволяют мозгу преодолевать разрыв между впечатлительностью подростка и стабильностью взрослого. Теперь исследователи Йельской школы медицины полностью изменили этот процесс, воссоздав молодой мозг, который облегчил обучение и исцеление взрослой мыши.
Ученым давно известно, что мозг молодого и старого человека очень отличается. Мозг подростков более податлив или пластичен, что позволяет им изучать языки быстрее, чем взрослые, и ускоряет восстановление после травм головного мозга. Сравнительная жесткость взрослого мозга частично является результатом функции одного гена, который замедляет быстрое изменение синаптических связей между нейронами.
Наблюдая за синапсами у живых мышей в течение недель и месяцев, исследователи из Йельского университета определили ключевой генетический переключатель созревания мозга в исследовании, опубликованном 6 марта в журнале Neuron. Ген Nogo Receptor 1 необходим для подавления высоких уровней пластичности в мозгу подростка и создания относительно спокойных уровней пластичности во взрослом возрасте. У мышей без этого гена ювенильные уровни пластичности мозга сохраняются на протяжении всей взрослой жизни. Когда исследователи заблокировали функцию этого гена у старых мышей, они вернули старый мозг к подростковому уровню пластичности.
"Это молекулы, необходимые мозгу для перехода от подросткового возраста к взрослой жизни," сказал Стивен Стритматтер. Винсент Коутс, профессор неврологии, профессор нейробиологии и старший автор статьи. "Это говорит о том, что мы можем повернуть время вспять в мозгу взрослого и восстановиться после травмы так же, как выздоравливают дети."
Реабилитация после черепно-мозговых травм, таких как инсульты, требует от пациентов повторного изучения таких задач, как движение рукой. Исследователи обнаружили, что взрослые мыши, лишенные рецептора Nogo, выздоравливали после травм так же быстро, как мыши-подростки, и справлялись с новыми сложными двигательными задачами быстрее, чем взрослые с рецептором.
"Это увеличивает вероятность того, что манипулирование Nogo-рецептором у людей может ускорить и усилить реабилитацию после травм головного мозга, таких как инсульты," сказал Ферас Акбик, докторант Йельского университета, который является первым автором исследования.
Исследователи также показали, что Nogo Receptor замедляет потерю воспоминаний. Мыши без рецептора Nogo быстрее теряли стрессовые воспоминания, предполагая, что манипулирование рецептором может помочь в лечении посттравматического стрессового расстройства.
"Мы много знаем о раннем развитии мозга," Стритматтер сказал, "Но мы очень мало знаем о том, что происходит в мозге в позднем подростковом возрасте."