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.
