Учёные выяснили, как сенсорный опыт меняет молекулярный состав синапсов мышей
Учёные из Университета Эдинбурга описали, как именно жизненный опыт перестраивает архитектуру синаптома — пространственное распределение разнообразных типов возбуждающих синапсов по всему мозгу. Статья опубликована 11 ноября 2026 года в журнале Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-026-78702-7). Корреспондирующий автор — Сет Грант (Seth G. N. Grant); в числе авторов работы — Ханан Вудс, Юльку Гюнар, Сара Гиллард, Беверли Нотман, Куньхао Юань и другие исследователи.
До сих пор оставалось неясным, каким образом разные виды опыта влияют на конкретные популяции синапсов и насколько этот процесс распространён за пределы «ожидаемых» нейронных путей. Новая работа даёт первый систематический ответ сразу для более чем ста анатомических областей мозга.
Среда и депривация по-разному перестраивают синапсы
Исследователи использовали два экспериментальных воздействия на мышей. В первом случае животных помещали в обогащённую среду (enriched environment, EE) — пространство с дополнительными объектами, укрытиями и возможностью социального взаимодействия — на несколько недель. Во втором случае применяли монокулярную депривацию (MD): один глаз закрывали на определённый срок, ограничивая зрительные сигналы от этого глаза.
Ни один из режимов не изменил общее число синапсов — их суммарная плотность осталась практически постоянной. Вместо этого произошло перераспределение между подтипами. При обогащённой среде снижалась плотность синапсов Type 1 (с долгоживущим белком PSD95) преимущественно в глубоких слоях коры, таламусе и мозжечке. При монокулярной депривации росла доля синапсов Type 3 — и не только в зрительной коре, но и в слуховой, соматосенсорной и даже в гиппокампе.
Разные воздействия меняли состав синапсов в нескольких областях мозга, включая участки за пределами зрительной коры.
Белки и связи предсказывают, что именно изменится
Авторы обнаружили два признака, связанных с тем, какие именно подтипы синапсов перестраиваются в ответ на опыт:
- время жизни белков: обогащённая среда в первую очередь затрагивала синапсы с долгоживущими белками постсинаптической плотности; монокулярная депривация — с белками среднего времени жизни;
- архитектура коннектома: пространственное распределение изменений коррелировало с проекционными связями мезомасштаба — зрительными и таламокортикальными путями, — хотя это статистическая ассоциация, а не прямая демонстрация синаптических цепей.
На основе этих закономерностей авторы предлагают модель популяционного отбора: опыт адаптирует мозг не за счёт формирования новых синапсов, а за счёт избирательного изменения уже существующих популяций, сохраняя при этом общий баланс возбуждающих связей.
Читайте также: Бессонную ночь связали с усилением синаптических связей у человека.
Важно, что сходная закономерность наблюдался как у молодых, так и у взрослых животных: месячное пребывание взрослых мышей в обогащённой среде вызвало аналогичную перестройку, хотя региональный фокус сместился с глубоких слоёв коры на поверхностные. Наблюдения показывают, что такая перестройка возможна и у взрослых мышей.
