Ткань мозга осьминога держит усиление связей 10 часов без новых белков; предложен механизм с NO

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме и Академического центра Руппина (Израиль) сообщили, что связи в ткани мозга осьминога остаются усиленными не менее 10 часов, даже когда блокирована выработка белков, пишет Earth.com. Группа Биньямина Хохнера работала вместе с группой Таль Шомрат. Ана Луиза Турчетти-Майя провела большую часть экспериментов на живой ткани обыкновенных осьминогов, пойманных у средиземноморского побережья Израиля. Работа опубликована в The Journal of Neuroscience. earth.comEarth.comearth.comОткрыть источник ↗

Обучение без новых белков

У млекопитающих и морского слизня Aplysia устойчивые изменения нервных связей зависят от новых белков. Блокада синтеза белка в гиппокампе млекопитающих предотвращает позднюю, устойчивую фазу усиления.

Вертикальная доля осьминога, которая участвует в обучении через зрение и по роли похожа на гиппокамп, повела себя иначе. Ткань обрабатывали анизомицином, блокатором синтеза белка, два с половиной часа, начиная за полчаса до стимуляции. Связи всё равно оставались усиленными не менее 10 часов. Светящаяся метка новых белков подтвердила действие препарата: необработанная ткань светилась ярко, обработанная — очень слабо.

Петля оксида азота

Исследователи стимулировали входящие нервные волокна четырьмя быстрыми сериями по 20 импульсов. Блокаторы синтазы оксида азота, фермента, который вырабатывает этот газ, добавляли после усиления связей. Через 10 минут один препарат снижал ответ в среднем на 63%, другой — на 82%. Зеркальная форма блокатора, не способная блокировать фермент, снижала ответ на 23%; такое снижение могло быть случайным. После отмывки активных блокаторов сила возвращалась, в том числе когда один из блокаторов добавляли через 10 минут, 90 минут или четыре часа после стимуляции. earth.comEarth.comearth.comОткрыть источник ↗

Краткая доза химиката, высвобождающего оксид азота, усиливала связи лишь на несколько минут. Команда предполагает, что сильная активность запускает петлю: фермент производит оксид азота, а оксид азота поддерживает активность фермента. В четырёх длительных экспериментах блокада оксида азота по-прежнему снижала силу связей в ткани, обработанной анизомицином.

Из 11 экспериментов с блокаторами в пяти ответ был быстрым: препарат убирал в среднем 97% добавленной силы. В остальных шести блокатор снижал силу на 72%, а дополнительная стимуляция почти ничего не добавляла.

Ограничения

Работа выполнена на ткани в чашке, а не на осьминогах, решающих задачу, и в большинстве сравнений было лишь пять-шесть срезов мозга на группу. Авторы сомневаются, что один этот переключатель объясняет устойчивую память. Ранее было показано, что удаление вертикальной доли после тренировки не мешало осьминогам помнить выученные задачи. Пока неизвестно, поддерживает ли оксид азота активность своего фермента напрямую или через другой фермент. Теперь команда хочет выявить конкретные молекулярные изменения. earth.comEarth.comearth.comОткрыть источник ↗