Ученые из института Макса Планка, Флорида, оптимизировали метод, способный индуцировать и визуализировать формирование синапсов между кортикальными нейронами на ранних стадиях постнатального развития.

Формирование возбуждающих и тормозящих синапсов между нейронами на ранних стадиях развития ведет к формированию нейронных сетей, обеспечивающих сенсорные и когнитивные функции нашего мозга. Тормозящие синапсы уменьшают потенциал действия нейрона, в то время как возбуждающие синапсы его увеличивают. Что примечательно, как тормозящие, так и возбуждающие синапсы формируются на дендритах кортикальных нейронов с невероятной временной и пространственной точностью и считается, что именно пространственная организация синапсов предопределяет, какую из двух функций они будут выполнять. К сожалению, долгое время изучение основных механизмов формирования и распределения синапсов на дендритах было непростой задачей в связи с отсутствием надежных методов индуцирования и мониторинга их формирования.

Однако, в августе этого года ученые Вон Чан Ох и Хунг-Бай Квон из института Планка опубликовали в журнале Science свое исследование, описывающее, как им удалось с потрясающей точностью индуцировать и визуализировать формирование новых синапсов в мозге живых мышей. Им удалось продемонстрировать, что локальное высвобождение тормозного нейромедиатора ГАМК, индуцирует формирование в развивающихся кортикальных нейронах как возбуждающих, так и тормозящих синапсов. Для индуцирования синаптогенеза потребовались передача сигналов через ГАМК-рецепторы и потенциалозависимые кальций-ионные каналы, при этом сформировавшиеся синаптические структуры показали стремительный рост активности.

Доктор Ох считает, что ГАМК может быть одной из ключевых молекул, определяющих баланс между возбуждающими и тормозящими синапсами на ранних стадиях постнатального развития. «Учитывая, что нарушенное формирование синапсов ведет к развитию таких неврологических патологий, как расстройства аутистического спектра и эпилепсия, понимание механизмов формирования синапсов имеет важное значение для разработки новых терапевтических стратегий,» — объясняет доктор Квон.