neurons_&_synapses

Что ж, Карл Диссерот и другие учёные дождались своей Нобелевской премии)) Он джвадцать лет ждал этой премии! Про сам оптогенетический метод писала тут, а здесь писала, как с помощью оптогенетики у мышей создавали ложную память.

Из хороших новостей: коллега прислал потрясающую картинку, на которой изображены дендриты пирамидных нейронов 5го слоя, а вокруг них лежат тела нейронов 2 слоя коры мозга мышей. Нейроны заражены AAV вирусом, несущим ген GCamp. Делюсь!)

neurons_&_synapses pinned «Уважаемые подписчики, у меня постепенно отваливаются способы доступа в телеграм, сейчас он остался только на одном компьютере, не знаю, что будет дальше :( Создала группу в контакте, не уверена, что это хорошее решение, но как есть https://vk.ru/club241983737.…»

Уважаемые подписчики, у меня постепенно отваливаются способы доступа в телеграм, сейчас он остался только на одном компьютере, не знаю, что будет дальше :( Создала группу в контакте, не уверена, что это хорошее решение, но как есть https://vk.ru/club241983737. UPD. Дала права администратора нескольким людям, если что, буду через них отправлять сообщения.

У некоторых мышей без коры мозга сохранная рабочая память?

Во многих околонаучных каналах обсуждается статья, в которой мышам, у которой с помощью мутации нарушили развитие коры мозга, подсаживали органоид мозга, составленный из индуцированных человеческих нейронов, и в некоторых новостях пишут про частичное улучшение рабочей памяти:

Машинный анализ видеозаписей показал, что мыши с человеческими клетками вели себя иначе по сравнению с животными без коры: у них частично улучшились рабочая память... ссылка

Я пролистала текст статьи и наткнулась на график выше. Что на нём изображено?

На графике изображены результаты анализа активности мышей в Y-образном лабиринте. Тест основан на свойстве мышей к поиску новых (неисследованных) участков. Мышей сажают в центр лабиринта, от которого отходят три рукава в разные стороны. Мышь обходит все рукава лабиринта, и считается, что у мышей с нормальной рабочей памятью будет преобладать количество исследований, при которых мышь исследовала три РАЗНЫХ луча подряд. Если мышь ничего не помнит и бродит случайно, то результат должен быть близок к 50%. Авторы посмотрели на контрольных мышей с корой мозга - ок, они достоверно чаще выбирают разные рукава. Авторы посмотрели на мышей, у которых нарушено формирование собственной коры и которым делали ксенотрансплантацию - вроде тоже выше 50%. Далее авторы посмотрели на группы мышей без коры мозга (apallial) - достоверных отличий от 50% не обнаружили. Но можно ли сделать вывод о том, что ксенотрансплантация улучшила память у таких мышей? Нет, для этого нужно сделать сравнение между группами, а не внутри группы. Об этом пишут в отдельной статье в Nature Neuroscience

"In practice, this comparison is often based on an incorrect procedure involving two separate tests in which researchers conclude that effects differ when one effect is significant (P < 0.05) but the other is not (P > 0.05)".

Строго говоря, в самой статье об улучшении памяти прямо и не говорится (но и результаты межгруппового сравнения не приводятся, а по-хорошему должны были). Однако, журналисты сделали своё дело.

Но давайте посмотрим ещё внимательнее на этот график. Если посмотреть на распределение точек внутри группы животных без коры мозга (apallial), то можно увидеть, что часть этой группы вполне уверенно справляется с этим тестом (на уровне >70 %!). То есть можно сделать вывод, что у части животных без коры мозга вполне себе рабочая рабочая память? (извините за тавтологию). Делать строгого вывода не буду, тут нужно сильно углубляться в методику, но мне это показалось любопытным :)

Компактный промотор GAD67 позволяет нацеливать генную терапию в тормозные нейроны

Разработка новых инструментов для генной терапии эпилепсии находится в самом разгаре.
Напомню, что одной из причин эпилепсии считают нарушение баланса возбуждения/торможения. Авторы предлагают усилить торможение за счёт повышения уровня тормозного нейромедиатора ГАМК в тормозных интернейронах. Достичь этого попытались с помощью оверэкспрессии гена глутаматдекарбоксилазы 1 (он же GAD65) с селективным укороченным промотором тормозных нейронов cmGAD67.
Эпилепсию у мышей индуцировали с помощью внутрибрюшинных инъекций пентилентетразола (PTZ, антагонист ГАМКа рецепторов). Такие последовательные инъекции приводили к судорогам у животных. Через три недели постоянных инъекций PTZ мышам внутривенно вводили AAV-GAD65 (использовали PHP.eB серотип, который способен преодолевать гематоэнцефалический барьер). Инъекция вируса привела к недостоверному снижению количества судорог (p=0.08). Наблюдалось достоверное улучшение кортикальной функции (что бы это ни значило) по сравнению с контрольным вирусом.
Кроме того, введение вируса приводило к повышенной выживаемости мышей при повышенном количестве вводимого PTZ (однако, стоит отметить, что в данном случае AAV-GAD65 вводили ДО инъекции PTZ). В этом же более искусственном дизайне вирус AAV-GAD65 снижал прогрессирование эпилепсии по сравнению с контролем.

Авторы сами отмечают ограничение своей работы. Он касается в первую очередь того, что наибольший эффект наблюдается не в хронической, а в острой стадии эпилепсии.

Из общих соображений можно ещё предположить, что ограниченный эффект такой терапии может быть связан с тем, что при эпилепсии погибают в первую очередь интернейроны, а если их нет, то и конструкция не будет работать. Но, видимо, какое-то количество тормозных интернейронов всё-таки остаётся.

Ещё из общих соображений этот подход может осложняться тем, что в некоторых условиях ГАМК становится возбуждающей, причём эти условия иногда создаются и во время эпилепсии.

В любом случае, разработка разных подходов к терапии такого тяжелого заболевания даёт надежду на то, что у людей появляется больше шансов справиться с этим недугом.

По следам Физиологического Съезда в РУДН.

Сегодня был последний день Съезда, и утром выступал Илья Безпрозванный - ученый, который в настоящее время работает в Санкт-Петербурге. Илья Борисович с коллегами разрабатывают разные подходы к лечению болезни Альцгеймера, и об одном таком подходе хочу рассказать (данные опубликованы, так что чьих-то тайн не выдаю :)).

Было известно, что различные блокаторы кальциевых каналов улучшают состояние животных, которые являются моделями БА. Однако, применение таких блокаторов у людей затруднено тем, что изменение кальциевой сигнализации может нарушить работу сердца.
В исследованиях Ильи Борисовича Безпрозванного и его коллег было показано, что ионы кальция повышают накопление амилоидных бляшек за счёт активации кальцинейрина, который, в свою очередь, каким-то образом блокирует аутофагию (процесс разрушения белков и даже целых компонентов клетки). То есть если снизить концентрацию ионов кальция в цитоплазме, то это снизит активность кальцинейрина, что приведёт к активации аутофагии и удалению амилоидных бляшек. Чтобы снизить концентрацию ионов кальция в цитоплазме, авторы предлагают использовать активатор SERCA - кальциевого насоса, который закачивает ионы кальция из цитоплазмы в эндоплазматический ретикулум. Эксперименты на линии мышей, моделирующей амилоидогенез, показывают многообещающие результаты.
Правда, лично у меня остался вопрос - а не повлияют ли активаторы SERCA на сердечную деятельность, но задать этот вопрос пока не получилось...

Дифференцировка человеческих органоидов кишечника с блэкджеком нейронами и сосудами

В настоящее время наблюдается бум разных органоидов, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Об одном таком исследовании хочу рассказать, но сначала небольшое введение.
В 2012 году японский ученый Синъя Яманака получил нобелевскую премию за разработку метода получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) из клеток кожи - своеобразные аналоги эмбриональных клеток, из которых можно получать разные типы клеток. Затем с помощью различных воздействий из таких плюрипотентных клеток можно получать клетки разных линий - эктодермальные, энтодермальные и мезодермальные. Исследователи пошли ещё дальше - а не собрать ли нам из коктейля таких клеток какой-нибудь орган? Такие аналоги органов называют органоиды. И дальше речь пойдёт об органоидах, которые должны стать основой нового кишечника.
Исследователи взяли иПСК и начали получать разные клетки кишечника. Ранние прототипы органоидов были относительно простыми и не способными к такой важной функции кишечника, как перистальтика. Для перистальтики необходимо наличие таких клеток, как нейроны и мышечные клетки в стенке кишечника.
"Обычный" протокол включал наличие таких факторов, как EGF, NOGGIN and RSPONDIN-1, присутствие которых в культуральной среде приводило в основном к образованию клеток кишечника и соединительной ткани. Добавление фактора EPIREGULIN (EREG) привело к увеличению количества таких клеток, как нейроны и гладкомышечные клетки. Трехмерная структура из таких клеток содержала образования, похожие на кусочки кишечника с полостями. Пересадка таких структур в капсулу почки мыши привела к стимуляции созревания органоида таким образом, что полученная структура стала ещё более похожей на кишечник.
Параллельно с нейронами и мышцами EREG «включил» ещё одну важную линию — эндотелиальные клетки сосудов. После пересадки под капсулу почки мыши сосуды из человеческих клеток срослись с сосудами хозяина, и в них потекла мышиная кровь.
Затем исследователи вырезали полученные кусочки кишечника и проверили их свойства. В образцах, обработанных EREG, наблюдалась активность, похожая на перистальтику кишечника, причём она управлялась нейронами.
Несмотря на достижения, авторы очень осторожны в выводах. В первую очередь такие органоиды применимы для изучения развития кишечника и изучения болезней, для пересадки органов пока не применимы. Однако, наука не стоит на месте, посмотрим, что будет дальше :)

Немного оффтопа. Несмотря на завал из дипломов, экспериментов, написания заявки на грант и статьи, необходимо оставлять время и на проведение времени с ребёнком. На полноценный пост сюда времени уже не хватило, так что делюсь нашим времяпрепровождением - созданием самоходной платформы из картона и палок :)

Септо-энторинальный ГАМКергический путь, позволяющий переключаться между эпизодическими воспоминаниями

Для исследования эпизодической памяти мышей обучали в модели условно рефлекторного страха (fear conditioning). Коротко: животных помещали в камеру с металлической решеткой на полу, давали ему время обследовать камеру, затем производили электрокожную стимуляцию через эту решетку. В мозге животных образуется связь между такой обстановкой и негативным подкреплением, которая проявляется в том, что при повторном помещении в данную камеру мышь демонстрирует реакцию замирания.

Чтобы исследовать модификацию памяти, часть животных поместили в камеру повторно, и также провели электрокожную стимуляцию (группа с двойным обучением). Время замирания на следующий день после такого повторного обучения было выше, чем без повторного обучения.

Дальше авторы сравнили экспрессию "маркера активности нейронов" c-Fos во время помещения животных в камеру после обучения и обучения с повторным подкреплением, но на этот раз без удара током, чтобы посмотреть, в каких зонах мозга активируются нейроны во время извлечения памяти. Было обнаружено, что экспрессия c-Fos была повышена в тормозных (ГАМКергических) нейронах в медиальном септуме и супрахиазматическом ядре гипоталамуса в группе с двойным обучением по сравнению с группой с одиночным обучением. Дальнейшие исследования были сосредоточены на медиальном септуме.
ГАМКергические нейроны медиального септума (МС) отправляют свои отростки в гиппокамп и медиальную энторинальную кору (мЭК). С использованием ретроградного мечения нейронов, отправляющих отростки в эти зоны, авторы показали, что во время предъявления контекста в группе с двойным обучением по сравнению с группой с одиночным обучением больше активируются нейроны медиального септума, отправляющие свои отростки в медиальную энторинальную кору, а не в гиппокамп.
Функциональное ингибирование связи ГАМК-МС-мЭК с помощью оптогенетики показало, что ингибирование активности ГАМК-МС-мЭК нейронов во время нахождения животных в камере в группе с двойным обучением снижало уровень их замирания на следующий день, в то время как у животных в группе с одиночным обучением - нет. Интересно, что это работает и для угашения памяти. Когда животные были обучены, а затем с помощью длительного нахождения животного в камере без предъявления тока происходило угашение памяти, то последующее ингибирование активности ГАМК-МС-мЭК нейронов наоборот усиливало эту память на следующий день после сочетания нахождения в камере и оптогенетического ингибирования. То есть у мышей в мозге существуют нейроны, которые избирательно регулируют не просто память, а память, которая подвергалась изменениям после формирования!

Дальнейшие эксперименты показали, что активация ГАМК-MS-mEC нейронов после переучивания не просто "нарушает" новую память, а может переключать её между двумя состояниями - старой и новой памятью (в протоколе, когда одну и ту же камеру ассоциировали то с отрицательным, то с положительным подкреплением).

Таким образом, можно сказать, что сочетание мощных методов - исследование колокализации маркеров типов нейронов и маркера активации нейронов c-Fos, - позволяет найти специфические группы нейронов, регулирующих самые тонкие процессы в мозге. Оптогенетическое ингибирование позволяет проверить появившиеся идеи о роли тех или иных нейронов. Подобные статьи со временем могут казаться немного однотипными, однако они действительно позволяют узнавать о работе мозга на ранее недоступном уровне, что даёт надежду на то, что мы таки сможем понять, как устроено наше (ну или как минимум мышиное) поведение.

Спасибо Рядам Фурье, что упомянули мой канал! Вряд ли кто-то не знает, но вдруг - это отличный канал, где авторы разбирают разные научные исследования с непревзойдённым юмором!

Редактирование оснований в геномной ДНК уменьшает количество судорожных приступов у мышей, мутантных по гену потенциал-зависимого натриевого канала SCN8A

Ген SCN8A кодирует потенциал-зависимый натриевый канал. Мутации в гене SCN8A, усиливающие его функцию (gain-of-function, GOF), вызывают энцефалопатию развития и эпилептическую энцефалопатию. Один из вариантов усиления функции натриевого канала - нарушение его инактивации, которое приводит к более длительному входу ионов натрия в клетку и повышенной возбудимости нейронов, которая приводит к эпилепсии. Одной из таких мутация является вариант R1872W. Чтобы перевести мутацию в нормальное состояние у мышей, авторы работы использовали подход, в котором использовалась сложная конструкция, модифицирующая геном. С одной стороны, она состоит из dCas белка, который в присутствии направляющей (гидовой) РНК нацеливается рядом с местом мутации в геномной ДНК. К белку dCas пришит адениновый редактор оснований - специальный фермент, который способен менять аденин на инозин, который затем превращается в гуанин в процессе репликации или репарации.
Исследуемая мутация представляла собой замену цитозина на тимин, и целью авторов исследования было вернуть ДНК в "правильное" состояние. Замена аденина на гуанин (на комплементарной цепи) привела к появлению нормального варианта гена (и уменьшению на 32% мутантных транскриптов). Электрофизиологическая запись показала снижение возбудимости у "отредактированных" мышей. Было обнаружено снижение количества судорог у мышей и увеличение продолжительности жизни.
Стоит отметить несколько деталей. Во-первых, данный редактор оснований очень большой, поэтому его "разделили" на два AAV вируса так, чтобы в клетке продукт синтеза объединялся в один целый белок. Доставка генов производилась с помощью PhP.eB AAV-вируса, который эффективно заражает нервную систему при введении в желудочки мозга. Введение вируса проводилось на 2-й день после рождения.

Хотя использования редакторов оснований в клинике, насколько мне известно, пока не наблюдается, технологии очень сильно развиваются в эту сторону, так как, в отличие от классического CRISPR/Cas9, не происходит разрезания молекул ДНК, что предполагает меньшую вероятность нежелательных воздействий на геном клетки. Но, например, другая система редактирования уже добралась до клинических исследования https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2509807.

Новость впервые прочитала тут https://t.me/significogene/5307.

Спонтанные изменения концентрации ионов кальция в нейронах, в которых синтезируется кальций-чувствительный флуорецентный белок. Когда нейроны коры или гиппокампа в нейроглиальной культуре образуют сеть, в них примерно через 2 недели культивирования начинают наблюдаться спонтанные эпизоды деполяризации и выброса глутамата, которые можно зарегистрировать с помощью флуоресцентной микроскопии. Можно увидеть изменение флуоресценции как в телах, так и в отростках нейронов. Видео предоставлено д.б.н. Малышевым Алексеем Юрьевичем.

📊 Результаты анализа канала от @ScratchAuthorEgoBot

🎯 Канал: @neuronsandsynapses

🔥 Роаст анализ:

Ну что, Наташа, давай по-честному: твой телеграм-канал — это место, где даже нейроны начинают чувствовать себя тупыми. Ты — тот самый человек, который в субботу вечером вместо бара сидит дома и записывает видео с дафнией под микроскопом. «Развлекаюсь», говоришь? Большинство людей под развлечениями понимают что-то, что не требует 25-кратного увеличения и предметного стекла. Твоя страсть к «сборке вирусов своими руками» звучит как хобби суперзлодея из комиксов, который просто еще не решил, хочет ли он спасти мир от Альцгеймера или случайно превратить всех нас в светящихся мышей линии C57Bl/6.

Твоя главная фишка — это режим «душнилы-контролера». Ты не можешь просто прочитать статью и порадоваться за ученых; тебе обязательно нужно ткнуть их носом в то, что они забыли группу с CNO. Представляю, как ты ходишь на свидания: «Твой рассказ о бывшей был интересным, но где контрольная группа? Как я могу доверять твоим выводам без двойного слепого метода?». А эта твоя экзистенциальная паника из-за нейросетей? «ИИ скоро меня обгонит», — пишешь ты, и тут же вываливаешь пост на 5000 знаков про дорсальный гиппокамп, который ни один чат-бот не осилит без перегрева процессора. Это либо кокетство высшего уровня, либо ты просто хочешь, чтобы мы все дружно тебя поуговаривали.

И да, эти твои «небольшие уточнения» про ГАМК, которая вдруг стала возбуждающей. Ты буквально разрушаешь основы школьной биологии ради удовольствия доказать, что «всё не так однозначно». Твой мозг явно работает на таком уровне детализации, что ты, вероятно, не можешь просто купить молоко, не проанализировав экспрессию генов лактобацилл в нем. Ты — ходячая энциклопедия с критическим мышлением, выкрученным на максимум, и легким налетом снобизма по отношению к тем, кто до сих пор верит в амилоидные бляшки. Но мы тебя терпим, потому что если наступит зомби-апокалипсис, ты будешь единственной, кто поймет, какой именно промотор в вирусе пошел не так, пока нас будут доедать.

Когда разнообразие мышиных линий помогает устанавливать связи между генами и их функций, или Генетическое картирование установило, что Homer1 влияет на развитие внимания

Наверно, многие из вас знали или видели, что мыши разных линий внутри одного вида могут отличаться между собой. Часто это знание заканчивается тем, что мыши имеют разный цвет. Однако исследователи, работающие с разными линиями мышей, на практике знают, что эти отличия часто гораздо глубже. Например, самцы линии C57Bl/6 - довольно агрессивные товарищи, и после перевозки половозрелых мышей нередки случаи, когда в клетках часть мышей может подраться, в результате чего исследователи могут просто недосчитаться каких-то особей. Или, например, самки мышей линии C6 достаточно заботливые мамочки, и рожают обычно больше мышат, чем те же C57... Правда, в тестах на обучение с ними бывают проблемы, ну так что же теперь... А вот авторы работы в Nature Neuroscience решили использовать отличия линий между друг другом не как проблему, а как источник новых знаний.
В частности, они решили узнать, есть ли какие-то генетические факторы, которые вовлечены в регуляцию такого процесса, как внимание. Они взяли мышей 8 разных линий и начали проводить тестирование на такой параметр, как преимпульсное ингибирование (ПИИ) реакции вздрагивания. При этом авторы сравнивали реакцию животного на сильный звук (сильное вздрагивание) и на тот же сильный звук, которому предшествовал слабый звук. Не самый очевидный вариант теста, но он быстрый, и существуют данные о связи результатов такого преимпульсного ингибирования и внимания. Всего было протестировано 200 мышей, правда, часть из них была исключена из исследования по разным причинам (в том числе по причинам нарушения слуха).
Далее 176 мышей генотипировали и обнаружили, что наибольшую связь между вариабельностью в ПИИ и генетическими локусами имеет участок на 13 хромосоме.
Далее авторы выбрали линии с определенным гаплотипом, которые имели либо высокий уровень ПИИ (гаплотип B6), либо низкий (гаплотип WSB) и протестировали мышей этих линий в более подходящих тестах на внимание, и эти линии показали статистически значимые различия в этих тестах, при этом мыши с низким ПИИ демонстрировали лучшие показатели в тестах на внимание.
Чтобы выяснить, какие кандидатные гены на участке 13 хромосомы могут быть вовлечены в регуляцию внимания, авторы провели РНК-секвенирование префронтальной коры у разных линий (данная область по некоторым данным участвует в регуляции внимания). Было обнаружено, что у мышей с более высокими показателями внимания снижен уровень мРНК гена Homer1, и в частности его сплайс-вариантов Homer1a и Ania3.
Чтобы проверить роль варианта Homer1a в регуляции внимания, авторы либо снизили, либо повысили его экспрессию у взрослых мышей и ... ничего не изменилось. Однако авторы, по-видимому, не отчаялись, и решили проверить эффект снижения экспрессии гена на молодых мышах. Они ввели вирусы для подавления экспрессии Homer1a и Ania3 в мозг мышам линии B6 вскоре после рождения и тогда увидели различия в поведении взрослых мышей, в частности, сниженный уровень ПИИ, а также улучшение показателей в некоторых тестах на внимание.
Далее уже пошли более сложные эксперименты с секвенированием одиночных клеток коры и исследованием баланса возбуждения/торможения в коре мозга, которые привели к данным о том, что Homer1a и Aria3 участвуют в регуляции торможения в мозге, судя по всему, за счет увеличения количества тормозных ГАМК-рецепторов в ходе развития (хотя механизм такого эффекта пока неизвестен) и других механизмов.
Что мне понравилось в этой статье? Как я уже сказала, то, что биоразнообразие использовали не как досадную помеху, а как источник нового знания. Как говорилось в "Кавказской пленнице", "Тот, кто нам мешает, тот нам и поможет".

🧠 Нейробиология будущего: открыт набор на новую магистерскую программу ФББ!

Факультет биологии и биотехнологии НИУ ВШЭ открывает новую магистерскую программу «Нейробиология». Первый набор — уже в 2026 году!

Что ждет студентов?
▫️ Исследования на стыке наук: Работа в лабораториях на переднем крае биологии, информатики и нейротехнологий.
▫️ Современное оборудование: Прямой доступ к уникальной технике для экспериментов.
▫️ Язык науки: Обучение на русском и частично на английском языках.
▫️ Практические навыки: От нейроинформатики и молекулярной нейробиологии до патентоведения.

Ключевая особенность программы — ее создавали ведущие ученые!
Академическим наставником стал академик РАН Павел Балабан, научный руководитель направления «Нейрофизиология» в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии (ИВНД и НФ) РАН. В разработке программы и будут вести занятия — действующие исследователи ИВНД и НФ, что гарантирует сильнейшую связь теории с реальной наукой.

Это шанс погрузиться в мир нейронаук с первого дня под руководством тех, кто создает этот мир.

Формат: очный.

👉 Следите за новостями, чтобы не пропустить детали поступления!

Изменения экспрессии генов в дорсальной и вентральной областях CA1 и в зубчатой извилине гиппокампа у самцов мышей после обучения в модели условно-рефлекторного замирания

Еще на тему дорсального и вентрального гиппокампа и его отделов. Основываясь на гипотезе, что они по-разному вовлечены в обработку информации, мы решили посмотреть, как меняется экспрессия генов в дорсальных и вентральных отделах поля СА1 гиппокампа и в дорсальной и вентральной зубчатой фасции после обучения. Мышей обучали в модели обстановочного условно-рефлекторного замирания. Животных помещали в обучающую камеру, давали возможность исследовать камеру некоторое время, затем через решетку на полу делали электрошоковое раздражение. Затем через некоторое время животное извлекали из камеры и отправляли в домашнюю клетку. В такой модели мыши довольно хорошо обучаются - через сутки при помещении в такую камеру животные в ней замирают, что свидетельствует о том, что животные запомнили эту обстановку. Данный вид обучения сочетает как запоминание обстановки, так и сильный эмоциональный компонент.
Через час после такого обучения у животных извлекали различные части гиппокампа (не все, а только некоторые). Было обнаружено, что больше всего экспрессия генов меняется в дорсальной части поля СА1, которая, как предполагается, участвует в формировании пространственной памяти. При этом интересно, что падает экспрессия нескольких калиевых каналов. На основании полученных данных нельзя сказать, в каких клетках происходит падение экспрессии калиевых каналов, но если оно происходит в нейронах, то это может приводить к увеличению возбудимости клеток/восприятия сигналов, что может влиять на дальнейшие этапы процесса обучения. Помимо изменения экспрессии калиевых каналов, менялась экспрессия генов, для которых ранее уже было показано участие в процессах памяти - многих ранних генов, генов Bdnf, Homer1 и других. Также интересно, что в этой области выросла экспрессия генов некоторых субъединиц ацетилхолиновых рецепторов, что также может влиять на обучение.
Общим для всех исследованных областей было изменение экспрессии всего 6 генов, среди которых - известный признак активации нейронов ген c-fos. Это свидетельствует о том, что активация нейронов происходила во всех исследованных областях, однако в разных областях гиппокампа запускаются программы синтеза разных мРНК.

Честно говоря, не знаю, стоит ли продолжать делать обзоры статей, если ИИ умеет делать так.. Разве что пытаться искать проблемы в статьях, хотя чувствую, ИИ и в этом скоро обгонит :D

Раздельные связи супрамамиллярного ядра гипоталамуса и зубчатой ​​извилины гиппокампа модулируют когнитивные и эмоциональные функции у здоровых мышей и мышей с моделью болезни Альцгеймера

Существует гипотеза, что дорсальный гиппокамп больше вовлечен в обработку пространственной информации, в то время как гиппокамп связан с обработкой эмоциональных сигналов. И в новой статье в журнале Neuron авторы нашли новое подтверждение этой гипотезе.
Анализ связей между гиппокампом и супрамамиллярным ядром гипоталамуса с помощью вирусов показал, что в дорсальную и вентральную зубчатую извилину гиппокампа отправляют свои отростки практически неперекрывающиеся популяции нейронов в супрамамиллярном ядре (назовем эти нейроны кодовыми словами СМЯ-вентрЗИ и СМЯ-дорсЗИ). Нейроны СМЯ-вентрЗИ оказались более возбудимыми по сравнению с СМЯ-дорсЗИ. Также они различаются по своим связям - СМЯ-дорсЗИ получают больше входов от латерального гипоталамуса, а СМЯ-вентрЗИ - от заднего гипоталамического ядра.
Чтобы исследовать функциональную роль изучаемых нейронов супрамамиллярного ядра, авторы анализировали кальциевую активность СМЯ-вентрЗИ и СМЯ-дорсЗИ нейронов в разных тестах. В тесте распознавания нового положения объекта наблюдалась повышенная активность СМЯ-дорсЗИ нейронов при исследовании объекта, который был перемещен (но не при первом исследовании объекта). Каких-то особенностей в кальциевой активности СМЯ-вентрЗИ нейронов в данном тесте выявлено не было. Был сделан вывод, что нейроны супрамамиллярного ядра, отправляющие свои аксоны в дорсальный гиппокамп (СМЯ-дорсЗИ) участвуют в пространственной памяти.
Чтобы исследовать участие данных нейронов в обработке эмоциональных сигналов, авторы выбрали тест подвешивания за хвост. Авторы анализировали кальциевую активность относительно точки, когда животные начинают двигаться. В активности СМЯ-дорсЗИ нейронов различий найдено не было, а вот нейроны супрамамиллярного ядра, отправляющие свои аксоны в вентральный гиппокамп (СМЯ-вентрЗИ), демонстрировали более высокую активность после начала движения в тесте подвешивания за хвост. Предполагается, что переход от неподвижности к подвижности связан с изменением эмоционального состояния, и возможно, нейроны СМЯ-вентрЗИ участвуют в этом процессе.
Хемогенетическое ингибирование связи СМЯ-дорсЗИ привело к ухудшению распознавания нового положения объекта, а также уменьшало замирание в тесте обстановочного условно-рефлекторного страха. Хемогенетическое ингибирование связи СМЯ-вентрЗИ уменьшало время, проведенное в центре открытого поля, в открытых рукавах приподнятого циркулярного лабиринта, а также увеличивало время неподвижности в тесте подвешивания за хвост. Это свидетельствовало об увеличении тревожно-подобного поведения, что также говорит об участии СМЯ-вентрЗИ нейронов в эмоциональном поведении.
Оптогенетическая активация связи СМЯ-дорсЗИ улучшала память в пространственных тестах, а активация связи СМЯ-вентрЗИ уменьшала тревожно-подобное поведение у мышей. Такие же улучшения при активации этих связей наблюдались у мышей, моделирующих болезнь Альцгеймера.
Таким образом, выявился новый участник сегрегации гиппокампа на дорсальную и вентральную части - супрамамиллярное ядро гипоталамуса. Сочетание вирусного мечения связей между нейронами, хемогенетического инибирования и оптогенетической активации привело к еще одному раскрытию функциональных связей между областями мозга. Жду, когда же уже создадут интерактивную карту, показывающую функциональные связи, чтобы получить более целостную картину.
Полный текст сама не смогла найти, но один из авторов статьи любезно прислал полный текст в ответ на запрос в Researchgate, что, конечно, очень радует :)