В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из Института экспериментальной медицины Макса Планка (Max Planck Institute for Experimental Medicine) обнаружили, что нервные клетки могут обрабатывать временную последовательность акустических сигналов, только если взаимодействуют с определенными глиальными клетками.
Актуальность вопроса
В разговоре мы легко понимаем и различаем отдельные слова. В мозге временная структура речи с ее быстрой сменой звуков и пауз и характерным ритмом кодируется электрическими импульсами.
Нервные клетки передают электрические сигналы с помощью аксонов. Скорость и временная точность, необходимые для обработки в головном мозге, достигаются только благодаря миелину — электрической изоляции аксонов, образованной так называемыми олигодендроцитами. С одной стороны, эти глиальные клетки увеличивают скорость нервной проводимости. Кроме того, олигодендроциты снабжают нервные клетки энергией в виде молочной кислоты (лактата).
Однако, мало что известно о роли миелина в обработке сенсорных ощущений в коре головного мозга. Поэтому ученые исследовали слуховую систему, которая специализируется на непрерывной передаче информации и поэтому требует постоянной энергии.
Материалы и методы исследования
С этой целью ученые измерили нейронную активность коры головного мозга, специализирующейся на слухе, с помощью исследований на генетически модифицированных мышах, которые производят различное количество миелина.
Результаты исследования
Результаты исследования показывают, что меньшее количество миелина связано с более низкой активностью нервных клеток при повторяющихся акустических стимулах. Исследователи также обнаружили, что нервные клетки мышей с меньшим количеством миелина или без него менее способны определять короткие паузы в продолжительном звуке. У людей, например, эта способность является важной предпосылкой для распознавания речи. Согласно исследованию, генетически модифицированные мыши не способны воспринимать паузы, заключенные в длинных тонах, как таковые. Поэтому миелин важен независимо от фактической скорости нервной проводимости, так что нервные клетки могут правильно декодировать временную последовательность акустических стимулов.
Авторы исследования пришли к общему знаменателю, что даже при потере миелина сниженное энергоснабжение глиальных клеток является ключевым фактором дефицита в обработке акустических стимулов.
Авторы другого исследования обнаружили способность клеток Шванна генерировать миелин.
