Ключ к памяти: Молекулы сахара в мозге могут восстанавливать повреждения нейронов

Вы когда-нибудь задумывались, почему можете легко узнать лицо человека спустя многие годы, но часто забываете недавние детали, например, что вы ели на завтрак? Таинственная способность мозга перестраивать свои цепи, позволяющая нам вспоминать знакомые лица или осваивать новые навыки, приобретает некоторую ясность. Ученые Калифорнийского технологического института обнаружили, что сульфатные группы, присутствующие в сложных молекулах сахара, известные как гликозаминогликаны (ГАГ), играют ключевую роль в «пластичности» или адаптируемости мозга.


Это открытие может пролить свет на то, как функционирует человеческая память, и предложить стратегии восстановления нейронных связей после травм.

Обычно сахар ассоциируется у нас со сладостью фруктов или десертов, но мир сахаров огромен. Соединяя разные типы сахара, можно создать разнообразный спектр сложных сахарных структур. ГАГ возникают, когда эти структуры связываются с другими химическими веществами, включая сульфатные группы.


— доктор Линда Се-Уилсон, руководитель проекта. следователь.

ГАГ, особенно форма, известная как хондроитинсульфат, распространенная в мозге, регулируют бесчисленное количество белков и изменяют структуры на протяжении всей нашей жизни и при заболеваниях. Этот специфический сахар может создавать структуры, называемые перинейрональными сетями, которые окружают отдельные клетки мозга, укрепляя связи между ними.

Ученых особенно интересует то, как сульфатные группы присоединяются к этим сахарам, поскольку изменение этих закономерностей может повлиять на жизненно важные процессы, такие как нейропластичность и социальная память. Понимание этого может проложить путь к лечению множества заболеваний, связанных с мозгом.



В ходе экспериментов, когда команда удалила у мышей определенный ген, ответственный за создание этих структур сульфатов, они заметили неожиданный поворот. Хотя в сетях, обертывающих нейроны, были дефекты, их число на самом деле возросло. Мыши не могли узнавать других мышей, которых они встречали раньше, что намекает на роль этих паттернов в социальной памяти.


 — Линда Се-Уилсон.

Команда исследует, как ГАГ влияют на регенерацию нейронов после повреждения. Их текущая работа вращается вокруг выявления белковых рецепторов, взаимодействующих с этими структурами сахара. Первоначальные результаты показывают, что некоторые закономерности могут препятствовать регенерации. Блокируя этот процесс, ученые могли бы разработать методы лечения, ускоряющие восстановление нейронов.


— Линда Се-Уилсон.