Nature: Влияние гормона стресса на мозг оказалось неожиданно сильным

Фото из открытых источников

Исследователями из Гарвардской медицинской школы обнаружен механизм, помогающий объяснить, отчего с возрастом мозг теряет высокую пластичность, что характерна для раннего детства. Выяснилось, что важное влияние оказывает гормон стресса кортизол. Результатами исследования авторы поделились в журнале Nature.

В первые годы жизни мозгу приходится проходить через так называемые критичные периоды развития. Нервная система в это время крайне восприимчива к внешнему опыту: обучению, сенсорным впечатлениям и социальному взаимодействию, которые активно формируют прочные нейронные связи, и многие из них сохраняются всю жизнь. Но по мере взросления данная пластичность постепенно снижается.

Специалистам до сих пор было неясно, какие конкретно механизмы ответственны за завершение критических периодов. Новая научная работа смогла выяснить, что одним из базовых факторов является кортизол.

В опытах с грызунами ученые смогли обнаружить, что свет стимулирует продуцирование кортикостерона, являющегося аналогом человеческого кортизола. Гормон вступает в связи с рецепторами на астроцитах, то есть, клетках мозга, поддерживающих работу нейронов и в числе первых получающих сигналы из кровотока.

Исследование показало, что при активации рецепторов происходит запуск работы более чем ста генов в астроцитах. В итоге активируется созревание внеклеточного матрикса, что является своеобразным каркасом вокруг нейронов. В частности, идёт формирование перинейрональных сетей — структур, ограничивающих формирование новых нервных связей и тем самым способствующих завершению критического периода эволюции мозга.

Когда подопытных растили в темноте, данный механизм не запускался, и симптоматика завершения критического периода не появлялась. Более того, удаление рецепторов к глюкокортикоидам у взрослых особей частично восстанавливало пластичность мозга, как будто критический период стартовал заново.

Далее был осуществлён анализ ранее собранных данных о клетках мозга людей. Выяснилось, что схожий молекулярный путь есть и у человека. Он активно работает в младенчестве и достигает максимума в подростковом возрасте.

Авторы считают, что сбои в функционале данного механизма могут вызывать расстройства, при которых критические периоды закрываются чересчур рано либо, напротив, сохраняются открытыми излишне долго. Это такие состояния как аутизм, шизофрения и биполярное расстройство. Понимание подобных процессов, надеются учёные, позволит разрабатывать методы управления пластичностью мозга, что позволят успешно лечить различные неврологические и психические заболевания.