Астроциты: тайные архитекторы памяти?

Долгое время считалось, что нейроны — единственные клетки мозга, ответственные за мышление и память. Однако новое исследование, опубликованное в журнале PNAS, предполагает, что астроциты — звездчатые глиальные клетки — могут играть куда более важную роль в хранении воспоминаний, чем предполагалось ранее.

Не просто «помощники» нейронов

Астроциты выполняют множество вспомогательных функций:

• Очищают мозг от клеточного «мусора»,

• Снабжают нейроны питательными веществами,

• Регулируют кровоток.

Но их тонкие отростки также окружают синапсы — места контакта нейронов, формируя «тройственные синапсы» (нейрон – нейрон – астроцит).

«Астроцит похож на осьминога с миллионами щупалец, — объясняет ведущий автор исследования Лео Козачков (IBM Research). — Его «голова» — это тело клетки, а «щупальца» (отростки) обвивают синапсы, отслеживая их активность».

В отличие от нейронов, астроциты не передают электрические импульсы. Вместо этого они обмениваются кальциевыми сигналами — волнами заряженных ионов кальция. Эти сигналы позволяют астроцитам «чувствовать» активность синапсов и влиять на передачу информации.

Кальциевые компьютеры памяти

Учёные предположили:

• Астроциты хранят воспоминания через изменения кальциевых паттернов,

• Каждый их отросток действует как отдельный вычислительный модуль,

• Эта система позволяет мозгу хранить огромные объёмы данных энергоэффективно.

«Нашей модели не нужно много нейронов для хранения воспоминаний, — говорит Козачков. — Это критически важно, ведь нейроны потребляют много энергии».

Подтверждения и сомнения

Идея получила косвенное подтверждение:

• Высокоточная микроскопия показала, что отростки астроцитов опутывают синапсы по всему мозгу,

• Однако прямых доказательств их роли в памяти пока нет.

«Модели — это мощный инструмент, но они лишь приближение к реальности, — отмечает Маурицио де Питта (Krembil Research Institute), не участвовавший в исследовании. — Нам нужны технологии, позволяющие отслеживать процессы в мозге в реальном времени».

Перспективы: от болезни Альцгеймера до ИИ

Если гипотеза верна, открытие может:

1. Объяснить механизмы нейродегенеративных болезней

   • Астроциты связаны с болезнью Альцгеймера — возможно, их дисфункция нарушает хранение памяти.

   • «Наша модель показывает, где искать мишени для терапии», — говорит Козачков.

2. Создать революционные технологии

   • Нейроморфные компьютеры, имитирующие работу мозга,

   • Энергоэффективные ИИ-системы для распознавания речи, робототехники и нейроинтерфейсов.

«Астроциты — это «тёмная материя» нейробиологии, — заключает де Питта. — Теперь мы начинаем понимать, что они могут быть ключом к самым загадочным функциям мозга».

Исследование открывает новую главу в изучении памяти — возможно, в ближайшие годы нас ждут прорывы не только в медицине, но и в искусственном интеллекте.