Примерно одна из десяти клеток вашего мозга — это микроглия. Двоюродные братья макрофаги, они действуют как первый и главный контакт в активной иммунной защите центральной нервной системы.
Они также способствуют здоровому развитию мозга. Исследователи предположили, что микроглия отрывает и съедает синапсы — связи между клетками мозга — в качестве важного шага в отсечении связей во время раннего уточнения цепи. Но до сих пор никто не видел, чтобы они это делали.
Микроглия укрепляет синапсы
Вот почему Летиция Вайнхард из группы Gross в EMBL Rome в сотрудничестве с командой Schwab из EMBL Heidelberg приступила к масштабному исследованию изображений, чтобы на самом деле увидеть этот процесс в действии в мозге мыши. «Наши результаты показывают, что микроглия пощипывает синапсы, чтобы сделать их сильнее, а не слабее», — говорит Корнелиус Гросс, руководивший работой.
Теплое приветствие
Команда увидела, что примерно в половине случаев, когда микроглия контактирует с синапсом, головка синапса посылает тонкие выступы или «филоподии», чтобы приветствовать их. В одном особенно драматичном случае — как видно на сопроводительном изображении — пятнадцать головок синапсов расширили филоподии в направлении единственной микроглии, когда она касалась синапса. «Когда мы пытались увидеть, как микроглия уничтожает синапсы, мы поняли, что микроглия на самом деле вызывает их рост большую часть времени», — объясняет Летиция Вайнхард.
Оказывается, микроглия может лежать в основе образования двойных синапсов, где терминальный конец нейрона выпускает нейротрансмиттеры на двух соседних партнеров вместо одного. Этот процесс может поддерживать эффективную связь между нейронами. Вайнхард: «Это показывает, что микроглия широко участвует в структурной пластичности и может вызывать перестройку синапсов, механизм, лежащий в основе обучения и памяти."
Упорство
Поскольку это была первая попытка визуализировать этот процесс в головном мозге, текущая статья предполагает пять лет технологического развития. Команда опробовала три разные современные системы визуализации, прежде чем ей это удалось. Наконец, объединив корреляционную световую и электронную микроскопию (CLEM) и флуоресцентную микроскопию светового листа — метод, разработанный в EMBL, — они смогли снять первый фильм о поедании синапсов микроглией.
«Это то, о чем нейробиологи мечтали годами, но никто никогда раньше не видел», — говорит Корнелиус Гросс. «Эти результаты позволяют нам предложить механизм роли микроглии в ремоделировании и эволюции цепей мозга во время развития.«В будущем он планирует изучить роль микроглии в развитии мозга в подростковом возрасте и возможную связь с началом шизофрении и депрессии.