
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

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

Учёные говорят, что обнаружили огромный тайный город под египетскими пирамидами
Проверять пока не разрешили....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Гигантский айсберг скрывал древнюю живую экосистему
Губки и кораллы благоденствуют на обнажившемся морском дне в месте, ранее недоступном взгляду....