Том 74, № 6 (2024)

Считается, что синаптическая пластичность, представляющая собой долговременные изменения эффективности синаптической передачи в виде потенциации и депрессии, является клеточным механизмом обучения и памяти. Долговременную потенциацию и депрессию можно индуцировать в разнообразных экспериментальных условиях с помощью множества протоколов индукции. Одним из таких примеров является протокол, следующий правилу Хебба, когда для индукции пластичности необходима сочетанная активация пре- и постсинаптического нейрона, происходящая в узком временном окне друг относительно друга. Такую пластичность называют гомосинаптической, поскольку те же самые (гомо- – греческая приставка, обозначающая «тот же самый, идентичный») синапсы, которые принимали участие в индукции пластичности, и претерпевают долговременные изменения. Однако, как показывают многочисленные эксперименты, синапсы, которые были неактивны во время индукции пластичности, также подвергаются долговременным модификациям. Этот процесс в исследованиях на млекопитающих получил название гетеросинаптической пластичности (гетеро- – «иной, различный»). Однако исторически впервые термин «гетеросинаптическая пластичность» возник в исследованиях, проведенных на моллюсках, где пластическая модификация синаптической передачи вызывалась сочетанием стимуляции «слабого» и «сильного» синаптических входов. Как впоследствии было показано, потенциирующий эффект стимуляции «сильного» входа в этом случае связан с выбросом нейромодуляторов, в первую очередь серотонина. Позже данный тип пластичности также был показан для млекопитающих, где он получил название модулированной пластичности. В обзоре рассматриваются различные виды гетеросинаптической пластичности, клеточные и молекулярные механизмы их индукции и поддержания и объясняются причины существования в литературе некоторой терминологической путаницы, связанной с данным феноменом.

Для исследования изменения эффективности торможения при долговременной потенциации в поле СА1 переживающих срезов гиппокампа крыс был использован метод парной стимуляции. Коэффициенты торможения вычисляли по соотношению зависимых и независимых от ТПСП реакций. В экспериментальной группе срезов тетанизация коллатералей Шаффера производиласть на фоне джасплакинолида, ингибитора деполимеризации, применяемого также для индукции полимеризации актина. Обнаружено, что особенности развития СА1 LTP при индукции на фоне блокады деполимеризации актина включают изменение динамики модификаций тормозного компонента реакций на парную стимуляцию. Первоначальное усиление торможения зависело от его исходного уровня, и изменения при аппликации джасплакиналида до начала тетанизации могут быть главной причиной межгрупповых различий. Поэтому этот фактор учитывался при анализе изменений, специфичных для блокады ранней фазы деполимеризации актина. Показано, что к ним относится нарушение процесса растормаживания в фазе консолидации и поддержания LTP. Предполагается, что координирующая роль актинового цитоскелета определяет сбалансированность долговременных модификаций возбуждающих и тормозных синапсов.

В группе из 49 девушек в экспериментальной модели эмоционального теста Струпа исследовали влияние нерелевантной информации на внимание и его контроль в зависимости от уровня сомато-вегетативных изменений (выраженные, умеренные, отсутствие). Испытуемые выполняли задачу опознания мимических выражений гнева, страха и отвращения, затрудненную наложением на изображения лиц напечатанных слов – названий эмоций, конгруэнтных или неконгруэнтных предъявляемой лицевой экспрессии. Результаты показали, что наличие вегетативной дисфункции ухудшает контроль внимания, затрудняет подавление нерелевантной задаче словесной информации, приводит к смещению внимания, количественно определяемому по величине Струп-эффекта. Струп-эффект был максимален в группе девушек с более выраженными изменениями сомато-вегетативной сферы. Среди использованных в работе негативных эмоций отвращение оказалось наиболее эффективным для анализа влияния вегетативной дисфункции на смещение внимания.

Дефицит социальных контактов у социально живущих видов, включая людей, провоцирует развитие хронического стресса, приводящего к расстройствам в психоэмоциональной сфере, развитию нарушений когнитивных функций и др. Ранее мы показали, что нарушения пространственной памяти и пассивного избегания у крыс, подвергнутых многомесячной социальной изоляции (СИ) с раннего возраста, более выражены у самок по сравнению с самцами. Исследований на самках недостаточно. Целью настоящей работы были оценка обучения в тесте условного рефлекса активного избегания (УРАИ) в парадигме двустороннего избегания и проверка сохранности навыка у самок крыс, подвергнутых СИ, начинавшейся после отсаживания крысят от матери и продолжавшейся до 10 мес. Обучение крыс в тесте УРАИ начинали после 6.5 мес СИ, когда уровень тревожности и выраженность груминга у них были ниже, чем у крыс, которых содержали в группах. Крысы, подвергнутые СИ, совершали меньше реакций избегания, но больше реакций избавления, а также реже достигали критерия научения. Через 24 ч после обучения латентный период реакций избавления у изолированных крыс был повышен, а максимальное число реакций избегания подряд – снижено. Через 2 мес после обучения не выявлено различий в сохранности УРАИ между крысами, проживавшими в разных условиях содержания. После 10 мес СИ уровень кортикостерона в сыворотке крови крыс был ниже, чем у крыс контрольной группы. Полученные результаты свидетельствуют о худшем обучении и сохранении навыка через сутки после обучения в тесте УРАИ у крыс под влиянием длительной СИ.

Болезнь Альцгеймера (БА) является хроническим нейродегенеративным заболеванием с поражением нейронных структур в разных областях головного мозга, включая утрату синапсов. Причины деструктивных изменений и гибели нейронов изучены недостаточно. Механизмы утраты синапсов неопределенны. При развитии БА происходят структурные и функциональные изменения в синапсах, которые взаимосвязаны с морфологией постсинаптических образований – дендритных шипиков. В работе описана технология хронической визуализации дендритных шипиков у трансгенных животных с помощью методов мультифотонной флуоресцентной микроскопии. Были использованы гибридные животные (5xFAD-М) с экспрессий зеленого флуоресцентного белка и моделью БА. Приведенные в работе методические решения позволили выявить многодневную динамику плотности дендритных шипиков, а также отследить преобразование их морфологических типов в течение длительного периода наблюдений.