Иммунные клетки мозга, уничтожающие лишние синапсы, во время сна становятся особенно активны.

Работа мозга и вообще всей нервной системы зависит от того, насколько нервные клетки умеют налаживать и разрывать контакты друг с другом. Без межнейронных контактов-синапсов нейроны не могли бы объединяться в нейронные цепи, не могли бы передавать информацию от рецепторов в мозг и от одной зоны мозга в другую, и мозг не мог бы ничему учиться.

Клетки микроглии (окрашены зелёным) и нервные волокна (окрашены красным). (Фото: GerryShaw / Wikipedia) 

С другой стороны, обстоятельства у нас постоянно меняются, информацию нужно анализировать самую разную, и потому для нейрона важно уметь не только формировать синапсы, но и разрывать их, чтобы не перегружать себя лишними сигналами. Способность реорганизовывать нейронные цепи называют пластичностью мозга, и от неё во многом и зависят все наши высшие когнитивные умения.

Нейроны не сами занимаются удалением ненужных соединений. Сравнительно недавно стало известно, что им в этом помогают клетки микроглии – департамента иммунной системы в мозге. Раньше считалось, что микроглия убирает разный молекулярный и клеточный мусор и следит, чтобы в нервную систему не прокралась инфекция, но оказалось, что есть у неё и другие функции. Мы уже как-то писали о том, что у больных шизофренией микроглиальные клетки не в меру активно обстригают синапсы, и очень возможно, что именно с этого болезнь и начинается. Также и при ожирении микроглия не даёт нейронам формировать синапсы, из-за чего может ухудшиться интеллект.

Но активность самой микроглии тоже от чего-то зависит. Исследователи из Рочестерского университета пишут в Nature Neuroscience, что микроглиальные клетки становятся особенно активны во время сна. Дело в том, что в спящем и в бодрствующем мозге сильно меняется уровень нейромедиатора норадреналина, который в целом оказывает возбуждающее действие на нервную систему. Пока мозг спит, уровень норадреналина невысок, и наоборот – при пробуждении уровень норадреналина повышается. На клетках микроглии много рецепторов к норадреналину, но на микроглию он действует не возбуждающе, а успокаивающе. Когда у мышей искусственно повышали уровень норадреналина в мозге, микроглия переставала выполнять свои обычные иммунные функции и, кроме того, она переставала обкусывать ненужные синапсы.

Известно, что во сне мозг работает с памятью: важная информация переходит из кратковременной памяти, где она скоро забудется, в долговременную, где она может храниться очень и очень долго. Переформатирование памяти, очевидно, сопровождается и редактированием нейронных цепей, в котором активно участвует микроглия. Возможно, проблемы с памятью возникают отчасти оттого, что микроглия слишком активно – или, наоборот, слишком слабо – работает во время сна; в таком случае память можно было бы улучшить, подействовав на клетки микроглии норадреналином или его аналогами.