
Как игры и лабиринты делают крыс умнее: открытие нейробиологов БФУ
Влияет ли среда обитания на мозг и поведение животных? Нейробиологи из Балтийского федерального университета (БФУ) провели эксперимент с крысами и обнаружили, что жизнь в обогащенной среде улучшает их память, обучаемость и иммунитет. Однако эти эффекты зависят от пола животных: самки и самцы реагируют по-разному на разные стимулы. Это открывает новые возможности для изучения механизмов нейропластичности и разработки новых подходов к лечению заболеваний мозга. Результаты исследования опубликованы в журнале Biomedicines.
Обогащенная среда — такая среда обитания, которая стимулирует развитие различных аспектов нервной системы животных: физического, социального, когнитивного и эмоционального. В лабораторных условиях обогащенная среда создается путем расширения пространства клеток, добавления разнообразных игрушек и лабиринтов, имитирующих естественную среду животных, а также обеспечения возможности для социального взаимодействия с другими особями.
В ходе эксперимента нейробиологов БФУ более 80 взрослых крыс были разделены на две группы: одна группа жила в стандартных клетках без игрушек и лабиринтов, а другая — в просторных трехъярусных клетках с игрушками и лабиринтами, которые регулярно менялись и перемещались. После двух месяцев проживания в разных условиях крысы проходили тесты на пространственную память и когнитивные способности.
Результаты тестов показали, что крысы из обогащенной среды значительно превосходили крыс из стандартной среды по всем параметрам: они быстрее находили выход из лабиринта, лучше запоминали новые объекты и места и были менее подвержены стрессу. Кроме того, у крыс из обогащенной среды было больше новых нервных клеток в зубчатом гире гиппокампа — области мозга, ответственной за обучение и память. Также у них были изменения в морфологии и пластичности нейронов, а также в сосудистой системе мозга.
Гиппокамп — часть мозга, которая помогает нам запоминать и ориентироваться в пространстве. В гиппокампе есть особые клетки, которые рождаются из стволовых клеток и могут присоединяться к другим клеткам. Это делает мозг более гибким и способным к обучению. Ученые проверяли, как хорошо крысы запоминают и находят выход из лабиринта. Они также смотрели, сколько новых клеток появилось в гиппокампе крыс и какие молекулы были активны в этих клетках. Они обнаружили, что крысы из больших клеток лучше запоминали и были менее застрессованными. У них также было больше новых клеток в гиппокампе. Интересно, что обогащенная среда оказывала разное влияние на самцов и самок крыс: самки были более чувствительны к социальному обогащению, а самцы — к физическому. У самок также было больше молекул-маркеров, которые показывали, что новые клетки активно формировались. У самцов таких маркеров было меньше. Это значит, что жизнь в разных условиях по-разному влияет на мозг и память крыс разного пола. Это может помочь ученым понять, как лечить заболевания мозга у людей.
— участник исследования Оксана Тучина, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией синтетической биологии БФУ имени Иммануила Канта.
На следующем этапе исследования ученые планируют рассмотреть, как еще пребывание крыс в обогащенной среде отражается на работе их гиппокампа. В частности, отследить изменения в передаче нервных импульсов с помощью веществ-посредников — нейромедиаторов, таких как серотонин и норадреналин.
Обогащенная среда — такая среда обитания, которая стимулирует развитие различных аспектов нервной системы животных: физического, социального, когнитивного и эмоционального. В лабораторных условиях обогащенная среда создается путем расширения пространства клеток, добавления разнообразных игрушек и лабиринтов, имитирующих естественную среду животных, а также обеспечения возможности для социального взаимодействия с другими особями.
В ходе эксперимента нейробиологов БФУ более 80 взрослых крыс были разделены на две группы: одна группа жила в стандартных клетках без игрушек и лабиринтов, а другая — в просторных трехъярусных клетках с игрушками и лабиринтами, которые регулярно менялись и перемещались. После двух месяцев проживания в разных условиях крысы проходили тесты на пространственную память и когнитивные способности.
Результаты тестов показали, что крысы из обогащенной среды значительно превосходили крыс из стандартной среды по всем параметрам: они быстрее находили выход из лабиринта, лучше запоминали новые объекты и места и были менее подвержены стрессу. Кроме того, у крыс из обогащенной среды было больше новых нервных клеток в зубчатом гире гиппокампа — области мозга, ответственной за обучение и память. Также у них были изменения в морфологии и пластичности нейронов, а также в сосудистой системе мозга.
Гиппокамп — часть мозга, которая помогает нам запоминать и ориентироваться в пространстве. В гиппокампе есть особые клетки, которые рождаются из стволовых клеток и могут присоединяться к другим клеткам. Это делает мозг более гибким и способным к обучению. Ученые проверяли, как хорошо крысы запоминают и находят выход из лабиринта. Они также смотрели, сколько новых клеток появилось в гиппокампе крыс и какие молекулы были активны в этих клетках. Они обнаружили, что крысы из больших клеток лучше запоминали и были менее застрессованными. У них также было больше новых клеток в гиппокампе. Интересно, что обогащенная среда оказывала разное влияние на самцов и самок крыс: самки были более чувствительны к социальному обогащению, а самцы — к физическому. У самок также было больше молекул-маркеров, которые показывали, что новые клетки активно формировались. У самцов таких маркеров было меньше. Это значит, что жизнь в разных условиях по-разному влияет на мозг и память крыс разного пола. Это может помочь ученым понять, как лечить заболевания мозга у людей.
Мы предполагаем, что различия между самцами и самками объясняются действием половых гормонов. Возможно, мы рассматривали гиппокамп животных в момент, когда у самок только начали формироваться новые нервные клетки из стволовых, а показатели пространственной памяти самцов улучшило то, что у них такие клетки уже созрели и приобрели «специализацию». Однако половые различия в реакциях мозга помогают нам увидеть, какие клетки и молекулы в нервной системе связаны с определенными поведенческими реакциями. В будущем это позволит найти молекулярные мишени для лекарств, которые помогут восстанавливать нейропластичность людям, пережившим тяжелое стрессовое воздействие или повреждение мозга, такое, как инсульт
— участник исследования Оксана Тучина, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией синтетической биологии БФУ имени Иммануила Канта.
На следующем этапе исследования ученые планируют рассмотреть, как еще пребывание крыс в обогащенной среде отражается на работе их гиппокампа. В частности, отследить изменения в передаче нервных импульсов с помощью веществ-посредников — нейромедиаторов, таких как серотонин и норадреналин.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Выяснилось, что суша вокруг Аральского моря... стремительно поднимается
И ученые сумели разгадать эту удивительную загадку природы....

В каменных гробницах древней Ирландии похоронены вовсе не те, о ком думали ученые
Генетический анализ переписывает историю неолита....

Тайна последнего Папы: сбудется ли пророчество XII века?
Три Петра, один престол: что об этом говорят историки и сам Ватикан?...

Что 220 дней в космосе сделали с 70-летним мужчиной?
Старейший астронавт NASA возвратился на Землю....

Застукали: антарктического гигантского кальмара впервые запечатлели в естественной среде
Прошёл век после открытия вида....

Невероятная история единственного человека, которому удалось проникнуть в Зону 51
Джерри Фримен не только выбрался оттуда, но и рассказал, что увидел....

«Двух монстров» засняли на камеру в знаменитом шотландском озере
Ученые не верят, но кого тогда видел очевидец?...

Американские военные приступили к строительству орбитального авианосца
Пентагон говорит, что это исключительно ради мира. Но эксперты прогнозируют военную эскалацию в космосе....

Оказывается, римляне периодически врали о своих победах в исторических хрониках
Недавно археологи обнаружили в Судане очередное яркое тому подтверждение....

Бетон в туннелях для автотранспорта гниёт удивительно быстро
Казалось бы прочный материал гложут микробы....

Китай испытал новейшую водородную, но не ядерную бомбу
Кто-то говорит, что это инновация, а кто-то, что такое уже было в СССР....

Ученые заставили человеческий глаз видеть совершенно новый цвет
Он называется оло, и его практически не описать словами....

Шимпанзе устраивают пьяные вечеринки
Похоже, у человека и близких видов это в крови....

Вороны еще раз подтвердили свою гениальность
Исследование показало, что эти птицы отлично распознают… геометрические фигуры....

Ученые доказали: вода на Земле не из космоса, а своя собственная
Она зародилась «автоматически». И это в корне меняет теорию жизни во Вселенной....

Нюхали чужие футболки: женщины полагаются на запах при выборе друзей
Наука требует странных опытов....