Нейроны, чувствительные к стрессу, могут оказывать мощное воздействие на весь наш мозг

Небольшая популяция нервных клеток, по-видимому, отвечает за кровоток и нейронную активность во всём мозге. Эти открытия могут иметь большое значение для изучения сна, деменции и общего состояния мозга.

Этот тип клетки называется нейроном nNOS первого типа. Обнаруженные в небольшом количестве, в основном в глубоких слоях коры головного мозга, они считаются уязвимыми к психическому стрессу. Чтобы лучше понять роль нейронов nNOS первого типа, исследователи из Университета штата Пенсильвания выборочно удалили их из мозга мышей для изучения эффектов.

Без нейронов nNOS I типа в мозге наблюдались снижение кровотока, ослабление пульсации крови (известной как вазомоция) и снижение нейронной активности. Медленные мозговые волны, называемые дельта-волнами, также стали слабее, а левая и правая части мозга мышей стали менее синхронизированными.

«В вашем мозге артерии, вены и капилляры помогают циркулировать жидкости, постоянно расширяясь и сужаясь каждые несколько секунд. Это явление мы называем спонтанными колебаниями», — говорит инженер-биомедик Патрик Дрю.

«Предыдущие исследования нашей лаборатории показали, что нейроны nNOS играют важную роль в регуляции кровотока в головном мозге. После воздействия на подгруппу этих нейронов и их удаления мы наблюдали значительное снижение амплитуды этих колебаний».

Исследование показывает, что нейроны nNOS I типа могут играть важную роль в нескольких ключевых процессах, происходящих в мозге. Например, дельта-волны тесно связаны со сном, и исследователи заметили, что во время сна снижается кровоток и нейронная активность. Это означает, что нейроны nNOS I типа могут быть жизненно важны для здорового цикла сна.

Вазомоция, в свою очередь, важна для выведения отходов из мозга. Этот процесс нарушается и приводит к повреждениям при некоторых нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера и другие формы деменции.

«Это показывает, что небольшая популяция nNOS-положительных нейронов необходима для регуляции нейронной и сосудистой динамики во всём мозге. Это повышает вероятность того, что потеря этих нейронов может способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний и нарушений сна», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.

Будущие исследования могут подтвердить эти связи, которые были обнаружены только в мозге мышей. Есть веские основания полагать, что человеческий мозг может работать аналогичным образом, а значит, распространённые неврологические расстройства могут быть связаны с нарушением работы наших собственных нейронов nNOS I типа.

Стабильный кровоток в мозге необходим для доставки кислорода и питательных веществ, а также для поддержания психического здоровья. Стресс или другие факторы, влияющие на клетки, участвующие в регулировании этого процесса, могут нанести серьёзный вред и, следовательно, стать мишенью для будущих методов лечения.

«Снижение кровотока — один из многих факторов, способствующих ухудшению работы мозга и развитию нейродегенеративных заболеваний», — говорит Дрю.

«Хотя мы знаем, что старение играет в этом важную роль, потеря этих редких нейронов из-за хронического стресса может быть неизученной причиной ухудшения здоровья мозга, связанной с окружающей средой».

Исследование было опубликовано в eLife.