October 19th, 2014

Усвоение двигательного навыка требует активной миелинизации!

Хорошо известно, что миелин - защитный слой, формирующийся вокруг нервных волокон - это важно для эффективных связей в мозге. Группа ученых из трех стран заявляет (Великобритания, Австралия, Япония), что миелин требуется для обучения новым практическим навыкам (таким как жонглирование или игра на музыкальном инструменте), но не обязателен для сохранения информации. Ранее исследования намекали на это, но сейчас это удалось подтвердить экспериментально.


Миелин - жировое вещество, формирующееся благодаря олигодендроцитам. Продуцируется в головном и спином мозге в период взросления. Миелин действует как изолятор для нервных волокон, защищая их от повреждений и позволяя им быстро и эффективно передавать сигнал между нервными волокнами.

Исследователи обнаружили, что для эффективного усвоения навыка требуется новое, высокоскоростное сообщение между нейронами, связанными аксонами, которые исследователи представили как провода в электрической цепи. Повторение новых сигналов по аксонам усилило связи между нейронами, значит нейроны проще запомнили бы паттерны сигналов в следующий раз, если потребовалось бы.

Олигодендроциты - клетки, продуцирующие миелин, могут распознать этот повторяющийся сигнал. Создав миелин, они окутывают им, по-новому активизировавшуюся нейронную сеть. Это и происходит при обучении новым практическим навыкам.

Подавление миелин-продуцирующих клеток прекращает усвоение навыков у мышей

Профессор Ричардсон и его команда, проанализировали 32 мыши, подвергнутых воздействию препаратов, останавливающих развитие олигодендроцитов. Этих мышей сравнили с 36 нормальными мышами.

Исследователи смотрели на способности обеих групп бежать по необычному колесу, перекладины которого были расположены неравномерно. Они обнаружили, что спустя уже 2 часа нормальная мышь справлялась с подобным бегом по колесу. Однако мыши, у которых было предотвращено продуцирование миелина, были не способны обучиться бегу по такому колесу.

"Мы были удивлены тому как скоро увидели различия в способностях каждой группы мышей обучаться, как бегать в таком колесе, и эти различия показали как быстро мозг может облечь, по-новому активизировавшиеся нейронные сети, в миелин и как это улучшает обучение" - говорит профессор Ричардсон.

В другом эксперименте, команда обработала мышей блокирующими (выработку миелина) препаратами, после того как они обучились бегать на этом колесе. Вновь поставив их на колесо, исследователи обнаружили, что мыши были способны бежать по колесу, указав на то что неспособность вырабатывать новый миелин не затрудняет повторное выполнение дел.

Профессор Ричардсон говорит, что его команда обнаружила нечто "действительно волнующее", отмечая, что они могут управлять новыми проводящими путями, помогая усвоить навык, и подготовить почву для оценки того, какую олигодендроциты и миелин играют роль в других нервных процессах, таких как когнитивные функции. Профессор также считает, что исследования в этой области, позволят пролить свет на некоторые загадки, до сих пор мешающие пониманию того как мозг адаптируется и обучается на протяжении жизни...