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:
-
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.
-
-
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.