Готовность нейронов к новым межнейронным контактам зависит от уровня эстрадиола.

Было бы странно, если бы гормоны не действовали на мозг, и они действуют. Так, ещё в 90-е годы прошлого века было замечено, что при повышении эстрадиола, основного гормона из группы половых гормонов эстрогенов, у мышей на нейронах гиппокампа появляется больше дендритных шипиков. Так называют выросты на нейронных отростках дендритах, которые обозначают место будущего межнейронного соединения – синапса. В дендритном шипике появляются белки, необходимые для налаживания синапса, меняется структура мембраны и т. д. Шипики могут превратиться в настоящий синапс, а могут и не превратиться, но если их в принципе мало, то и синапсов будет меньше. Гиппокамп – один из главных центров памяти, и можно предположить, что гормональные изменения в шипиках будут как-то влиять на память. Но в тех исследованиях рассматривали мёртвую мозговую ткань, а вот сотрудники Калифорнийского университета в Санта-Барбаре работали с живыми мышами.

Нейроны в гиппокампе мыши. (Фото: ZEISS Microscopy / Flickr.com) 

Самки мышей проходят через повторяющиеся четырёхдневные эстральные циклы – это аналог человеческого месячного менструального цикла. Сейчас за активностью нейронов мозга можно наблюдать вживую, по крайней мере, если эти нейроны лежат не слишком глубоко (а мышиный гиппокамп лежит не так глубоко, чтобы его нельзя было изучать специальным микроскопом). В течение нескольких четырёхдневных эстральных циклов исследователи следили за нейронами, и оказалось, что когда уровень эстрадиола повышался, плотность шипиков на дендритах увеличивалась на 20–30%.

Одновременно усиливалось обратное распространение электрического возбуждения по нейронам. Обычно дендриты играют роль принимающих отростков – через них к нейрону приходят сигналы от других нейронов, а аксон играет роль передающего отростка – через него сигнал посылается дальше, к другим нервным клеткам. Но бывает, что от переданного дальше сигнала обратно идёт что-то вроде эха: возбуждение возвращается к дендритам, и это можно заметить по состоянию их ионных каналов в мембранах. Предполагается, что обратное распространение сигнала помогает укрепить синапсы, а значит, нейронные цепочки должны работать более стабильно. Гиппокамп хранит карты местности, помогая ориентироваться в пространстве, и, как говорится в статье в Neuron, когда уровень эстрадиола повышался, клетки-картографы стабильнее реагировали на то окружение, которое должны были помнить. Впрочем, как это сказывается на поведении в целом, пока неясно, тут нужны дополнительные эксперименты.

Эстрадиол повышается в подготовительную стадию эстрального цикла, когда организм самки готовится к потенциальной беременности. Столь ответственное дело требует соответствующего подхода, и можно предположить, что гормональные сдвиги подготавливают мозг к тому, чтобы он лучше контролировал поведение в столь непростой период. Но это всё-таки пока только гипотезы, которые предстоит проверить. Хотя некоторые результаты тут уже есть: мы как-то писали о том, что у крыс удаление матки сказывается на пространственной памяти.

Есть исследования, которые говорят о том, что половые гормоны влияют не только на мозг грызунов, но и на мозг человека. Однако данные тут часто противоречивы. Например, в ответ на статью о том, что регулярные колебания эстрогена в организме женщин сопровождаются изменениями в гиппокампе, последовала другая статья о том, что женский мозг менструальный цикла не чувствует. Есть исследования и про мужчин: мужской мозг изучают в отношении отцовства, когда гормональный фон опять же меняется, и мозг вслед за ним.