Вчені створили мозкові клітини які змінюють ідентичність

08 квітня 2025 р. 18:49

08 квітня 2025 р. 18:49

Науковці з групи Брейнгенерс, використовуючи тривимірні моделі мозку, виявили, що нейрони здатні змінювати свій тип у відповідь на зміни навколишнього середовища, що кардинально змінює наше розуміння розвитку нервової системи та її розладів.

Переосмислення фундаментальних принципів нейробіології

Довгий час вважалося, що нейрони мають незмінну природу. Після диференціації зі стовбурових клітин їхня ідентичність вважалася фіксованою. Таке переконання було основоположним у нейронауках протягом десятиліть.

Нове дослідження спільної команди вчених з Університету Санта-Круз та Університету Сан-Франциско це змінює. Вони опублікували свої результати в журналі iScience. Відкриття стало можливим завдяки використанню церебральних органоїдів.

“Це суперечить уявленню про те, що ідентичність нейронів є абсолютно стабільною,” – говорить Мохаммед Мостаджо-Раджі, науковий співробітник Інституту геноміки Університету Санта-Круз і провідний автор статті. Він додає, що це відкриття змушує переосмислити весь процес формування та підтримки нейронів.

Прорив у створенні парвальбумін-позитивних нейронів

Кора головного мозку містить два основні типи нейронів. Збудливі нейрони складають 80% від загальної кількості. Решта 20% – це гальмівні нейрони, що регулюють активність мозку.

Серед гальмівних нейронів особливе місце займають парвальбумін-позитивні клітини, які становлять 60% цієї групи. Вони контролюють нейропластичність, визначаючи часові вікна для навчання нових навичок. Ці клітини також пов’язані з розладами аутистичного спектру та шизофренією.

Вченим вперше вдалося створити велику кількість парвальбумін-позитивних нейронів у лабораторних умовах. Раніше дослідники могли отримати лише незначну їх кількість. Ключовим фактором успіху стало використання 3D-середовища замість традиційних 2D-культур.

“Я думаю, що частково відповідь полягає в тому, що це не спрацює, якщо ви спробуєте використовувати 2D-моделі,” – пояснює Мостаджо-Раджі. Це відкриття змушує науковців переглянути методи культивування інших типів клітин, які досі не вдавалося отримати в лабораторних умовах.

Динамічна ідентичність нейронів

Найбільш вражаючим відкриттям стала здатність нейронів змінювати свою ідентичність. Дослідники спостерігали, як соматостатинові нейрони перетворювалися на парвальбумін-позитивні в органоїдному середовищі.

Хоча точні генетичні та екологічні умови, що уможливлюють цю трансформацію, ще належить з’ясувати, сам факт такої пластичності надзвичайно важливий. Він відкриває можливість того, що подібні процеси відбуваються в живому мозку.

“Цілком можливо, що цей процес зміни ідентичності може відбуватися в мозку природним чином,” – припускає Мостаджо-Раджі. Вчений зазначає, що цей процес міг існувати завжди, але його просто не помічали через відсутність відповідних методів спостереження.

Перспективи для дослідження нейророзвитку

Створення реалістичних моделей мозку з парвальбумін-позитивними нейронами відкриває нові горизонти. Це дозволить краще зрозуміти роль цих клітин у нормальному розвитку та при патологіях. Можливість вивчати ці клітини в лабораторних умовах є проривом для нейронаук.

Відкриття пластичності нейронної ідентичності може кардинально змінити підходи до лікування нейророзвиткових розладів. Якщо нейрони здатні змінювати свій тип, то, можливо, в майбутньому вдасться розробити методи терапії, які спрямовуватимуть таку трансформацію в потрібному напрямку.

Дослідники планують продовжити вивчення факторів, які впливають на зміну ідентичності нейронів. Вони також мають намір дослідити взаємодію між збудливими та гальмівними клітинами. Це допоможе краще зрозуміти, як формується нейронна мережа мозку.

Здатність нейронів змінювати свою ідентичність підкреслює неймовірну пластичність нервової системи. Вона також нагадує нам, що навіть базові уявлення в науці можуть бути переглянуті завдяки новим технологіям та свіжому погляду на усталені концепції.

Це відкриття ставить більше запитань, ніж дає відповідей. Які саме сигнали запускають зміну ідентичності? Наскільки поширений цей процес у різних типах нейронів? Чи можна цілеспрямовано керувати такою трансформацією? Пошук відповідей на ці питання стане завданням для майбутніх досліджень.

Наука