Как мозг восстанавливается после воспаления и что помогает ему защищать себя

Учёные из Каролинского института и Йельского университета создали подробную карту того, как развивается мозг мышей после рождения и как он реагирует на воспаление. Результаты их работы показали нечто удивительное: молекулярные программы, которые управляют развитием мозга, могут снова активироваться, когда он сталкивается с воспалением.

Мозг — это не просто сеть нейронов, а целая вселенная, где каждая клетка имеет своё место и время для созревания. Исследователи придумали способ наблюдать этот процесс буквально изнутри. Их метод назвали пространственной триомикой — он позволяет одновременно изучать три уровня активности: какие гены работают, как они регулируются и превращаются ли эти сигналы в реальные белки.

Работа основана на анализе как мышиного, так и человеческого мозга на разных этапах развития. Ученые смогли проследить, как он меняется от рождения до юности, и что происходит, если в этот процесс вмешивается воспаление. Один из руководителей исследования пояснил, что этот метод помог буквально увидеть развитие мозга во времени, а также понять, как он перестраивается при болезни. Интересно, что воспаление оказалось вовсе не локальным явлением. Обычно считается, что если где-то произошло повреждение — например, при заболевании вроде рассеянного склероза — то именно в этой зоне и возникает воспалительная реакция. Но результаты показали обратное. Учёные увидели, что она распространяется и на другие участки мозга, где нет прямого повреждения.

Выходит, что мозг способен предупреждать сам себя, посылая сигналы тревоги в отдалённые области. Как будто внутри существует собственная система раннего оповещения. Команда была учёных поражена: мозг словно разговаривает сам с собой, предупреждая о надвигающейся опасности.

Особенно интересно это в контексте рассеянного склероза — болезни, при которой иммунная система атакует миелин, защитную оболочку нервных клеток. Он необходим для быстрой передачи сигналов, а его разрушение приводит к нарушениям движений, зрения и координации. В исследовании на мышах учёные специально нарушали процесс миелинизации в определённых зонах мозга, чтобы посмотреть, как реагируют клетки. Оказалось, что активизируются не только микроглии — иммунные клетки — в месте повреждения, но и в других участках, куда воспаление, казалось бы, не должно доходить.

Такое поведение мозга можно сравнить с пожарной сигнализацией, которая срабатывает во всём здании, даже если дым появился только в одной комнате. Это говорит о том, что мозг воспринимает воспаление как глобальную угрозу, требующую скоординированных действий. Учёные также заметили, что в таких состояниях активируются те же гены, которые были включены в момент развития мозга у новорождённых. То есть мозг, сталкиваясь с повреждением, словно возвращается к своим детским программам восстановления. Это удивительное наблюдение: возможно, именно этот механизм помогает ему пытаться восстановить связи и защиту.

Если вдуматься, это открытие — не просто очередной шаг в науке, а новая надежда. Ведь понимание того, как мозг сам активирует старые механизмы развития, может стать ключом к лечению множества неврологических болезней. Особенно тех, где страдает миелин. Может ли это означать, что однажды учёные смогут перезапускать эти молекулярные программы, помогая мозгу восстанавливаться после травм или при хронических заболеваниях? Пока это лишь гипотеза, но она звучит крайне вдохновляюще. Интересно и другое: если мозг действительно имеет внутреннюю сеть сигналов, которые передают информацию о воспалении, то возможно, именно через неё происходит координация между различными областями при болезни.

Сами исследователи подчеркивают, что их метод открывает путь к изучению мозга в объёме, а не по частям. Ведь до сих пор наука чаще наблюдала за отдельными клетками, словно рассматривая фрагменты мозаики. А теперь удалось собрать картину целиком. Главное — всё это может объяснить, почему некоторые болезни центральной нервной системы развиваются неравномерно и почему симптомы у пациентов бывают такими разными. Возможно, воспаление в одной зоне запускает цепную реакцию, которая затрагивает весь мозг.