Серотонин, глия и перестройка связей в мозге: обзор

Мозг постоянно перестраивает свои связи: одни синапсы (контакты между нейронами) укрепляются, другие удаляются. Этот процесс особенно активен в детстве, когда опыт и сенсорные впечатления формируют мозг. Классически считалось, что серотонин — важный нейромедиатор — действует только через нейроны. Но новые данные показывают, что в этом участвуют и глиальные клетки — вспомогательные клетки нервной системы.

Обзор объединяет исследования на плодовых мушках дрозофилах и на млекопитающих. Учёные обнаружили, что глия сама может производить серотонин, а также реагировать на него через рецепторы. Это запускает удаление лишних синапсов и перестройку внеклеточного матрикса — «каркаса» вокруг клеток. Такой механизм позволяет мозгу использовать жизненный опыт для настройки связей.

Нарушения этой системы связывают с расстройствами развития нервной системы, например с синдромом Мартина — Белл (синдром ломкой X-хромосомы). При нём незрелые связи не удаляются вовремя, что ведёт к пожизненным поведенческим проблемам. Интересно, что стимуляция серотониновых сигналов в глии у взрослых животных может вновь открыть «критический период» — время повышенной пластичности, когда удаление синапсов снова становится возможным.

Авторы предполагают, что такой механизм — сигнализация между глиальными клетками — может быть универсальным способом включать или выключать пластичность. Это открывает потенциальные пути для терапии болезней, травм и когнитивных нарушений. Однако пока это только гипотеза, основанная на экспериментах на животных и клетках; на людях такие вмешательства не проверялись.