У мишей, яких навчили боятися звукових сигналів, змінюється активність окремих дендритів у клітинах мигдалини, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі. При цьому пластичність у дендритах під час експериментів не завжди узгоджувалася з пластичністю клітинних тіл нейронів.
Щоб засвоїти нові знання або досвід, мозок змінює зв'язки між нейронами - синапси: створює нові, видаляє старі або змінює їх силу і ефективність. Цю властивість називають синаптичною пластичністю і активно вивчають у зв'язку з різними типами навчання у різних організмів.
Нейрони приймають електричні імпульси від інших клітин спеціальними відростками - дендритами. Дендритів у нейронів багато і вони вітруються - це дозволяє клітинам утворювати відразу багато різних синапсів і приймати сигнали різних типів клітин. Дослідження щодо синаптичної пластичності фокусуються відразу на цілому нейроні, об'єднуючи його відростки і саме клітинне тіло, хоча логічно було б припустити, що зміни відбуваються на рівні окремих дендритів і їх синапсів - залежно від джерела сигналу.
Вчені з інституту біомедичних досліджень у Базелі спробували відстежити синаптичну пластичність в окремих дендритах живої миші. Для появи пластичності тварин необхідно було навчити чомусь - тут дослідники застосовували класичне асоціативне навчання. Мишей навчали боятися звукових сигналів: при подачі звуку їх щоразу били струмом по лапках.
Одночасно з цим активність нейронів мигдалини - цей відділ мозку вважається відповідальним за страх - записували за допомогою двофотонного мікроскопа. Візуалізувати передачу сигналу вдалося завдяки білку, який флуоресціює при зв'язуванні з іонами кальцію, які і створюють струм під час активації нейрона.
Виявилося, що таке навчання дійсно сприяє локальній зміні активності в дендритах. При цьому найчастіше зміна напруги в цих відростках узгоджувалася зі зміною в тілі нейронів (p < 0,05), але були і дендрити, в яких активність змінювалася незалежно від інших частин клітини.
Крім того, дослідники перевірили, як пластичність у дендритах залежить від навколишніх нейронів-інгібіторів - клітин, які здатні придушувати активність сусідів. Для цього вони «вимкнули» інгібуючі нейрони і знову записали активність основних клітин мигдалини - і активність у дендритах дійсно зросла. Таким чином, локальна пластичність у дендритах разом з її регуляцією через нейрони-інгібітори дозволяє збільшити теоретичну обчислювальну потужність нейромереж у мигдалині - і, можливо, зробити поведінку тварини в небезпечній ситуації більш гнучкою.
Механізми нейропластичності регулюються не тільки на рівні нейронів, але і на рівні білків всередині них - наприклад, тих, що формують зв'язки між цими клітинами. Недавнє дослідження показало, що на роботу генів цих білків впливає псилоцибін. У щурів, які приймали цю речовину, робота генів посилилася.