Моховидные волокна гиппокампа предупредили появление эпилептических судорог

Экспрессия ChR2 (стрелочками) в зубчатой извилине мышей

Soltesz et al. / Science 2018

Американские ученые изучили роль моховидных волокон гиппокампа в прогрессии заболевания у мышей с моделью эпилепсии. Они выяснили, что переход от начала приступа (характерной мозговой активности) к появлению судорог скелетной мышечной ткани регулируется активацией клеток этих волокон. Статья опубликована в журнале Science.

С потерей моховидных волокон (англ. mossy fiber) гиппокампа ассоциируется развитие одной из самых распространенных форм эпилепсии — височной. Будучи глумататергическими, клетки моховидных волокон могут принимать участие в возбуждении гранулярных клеток (главные нейроны зубчатой извилины), повышая активность гиппокампа. При этом моховидные волокна также участвуют в работе корзинчатых нейронов — ГАМКергических (ингибирующих) интернейронов, которые, в свою очередь, активность гиппокампа снижают. Именно поэтому до сих пор точно неизвестен механизм вовлечения моховидных волокон в эпилепсию, в особенности — с каким именно симптомом заболевания связана их повышенная или пониженная активность.

В новой работе ученые из Стэндфордского университета под руководством Ивана Сольтеша (Ivan Soltesz), провели эксперимент на мышах: в их гиппокамп ввели каиновую кислоту — агонист глутаматных рецепторов, который вызывает эпилептические приступы в модельных организмах. Для того, чтобы модулировать активность моховидных волокон, ученые использовали два вида опсинов (реагирующих на возбуждение светом рецепторов, которые связывают с мембраной нейрона, открывая или закрывая ионные каналы): возбуждающий каналродопсин (ChR2) и архиродопсин (ArchT), который, наоборот, выступает в роли ингибитора.

В первую очередь ученых интересовал переход электрографических (ранних признаков активности, характерной для эпилептического приступа, заметных на энцефалограмме) припадков в открытые судороги скелетной мышечной ткани, заметные внешне. Ученые обнаружили, что ингибирование моховидных волокон после появления электрографического приступа повышает вероятность его перехода в судороги. При этом повышение активности нейронов моховидных волокон, наоборот, сдержало приступ: в судороги он не перешел. На основании этого исследователи сделали вывод, что активность клеток моховидных волокон регулирует течение приступа при эпилепсии, активируя ингибирующие интернейроны и мешая его переходу в видимые судороги. 

Затем ученые проверили роль моховидных волокон в регуляции когнитивных функций мышей с моделью эпилепсии. Для этого они провели эксперимент на проверку пространственной памяти (одна из функций гиппокампа), в котором проверили способность мышей находить объект, который они видели до этого. Результаты показали, что мыши с моделью эпилепсии показывают меньшую точность при поиске объектов, чем здоровые мыши. Такое нарушение работы памяти также было связано с работой моховидных волокон: после ингибирования их нейронов в мозге здоровых мышей показатели работы пространственной памяти также снизились.

Моховидные волокна, по мнению ученым, могут стать новым главным объектом исследований, посвященных как изучению прогрессии эпилепсии и связанных с ней когнитивных нарушений, так и поиску их лечения и предупреждения. 

Недавно исследователям удалось обнаружить общие для всех людей с эпилепсией патологии: оказалось, что головной мозг пациентов с разными видами эпилепсии отличается меньшей толщиной серого вещества и уменьшенным объемом некоторых структур, включая, например, прецентральную извилину. 

Елизавета Ивтушок

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.