Общая когнитивная теория

Как может формироваться мемстинкт? Представим животное, например лабораторную мышь, бегущую по лабиринту во время опытов по регистрации сигналов от нейронов, входящих в гиппокамповую формацию. Отдельные элементы мемстинктов животного возбуждаются благодаря сигналам от рецепторов, приходящим по таламо-корковым путям. Благодаря магниевой активации NDMA-рецепторов и другим известным механизмам данные элементы начинают возбуждаться последовательно. Когда животное добегает до лакомства, элемент мемстинкта (целевой), соответствующий данному лакомству, также возбуждается, одновременно входящее сочетание сигналов активирует нейронную сеть инстинкта. Благодаря одновременной активации нейронная сеть элемента и инстинкта начинают возбуждаться одновременно, реципрокно поддерживая возбуждение друг друга (с большой долей вероятности между ними уже существовала усиленная нейронная связь). Возбуждение от инстинкта проходит по таламо-корковому пути и через отростки холинергических и аминергических нейронов. Элементы мемстинктов могут возбуждать инстинкты двумя основными способами через обратные связи: корково-таламические и корково-фугальные. Кроме того, не исключено, что обратная связь может быть организована через аксоны всех видов прямых связей инстинктов с корой мозга, то есть через аксоны афферентных нейронов и аксоны холинергических, аминергических и т.д. нейронов.

Усиление старых и создание новых связей между активными одновременно элементами мемстинктов и инстинктов происходит в том числе и за счёт создания новых контактов между варикозами ацетилхолин- и аминергических нейронов и дендритами звездчатых и пирамидальных нейронов коры. С большой вероятностью в этом процессе участвуют факторы роста нервов, которые могут выделяться как дендритами или варикозами аксонов, так и микроглией (подробнее мы поговорим об этом чуть ниже). Многие исследования показывают, что в этом процессе участвуют немедленные ранние гены (c-fos, Zif268, Arc и др.)[65].

Индукция экспрессии c-fos in vitro может быть вызвана различными стимуляциями, в том числе нейромедиаторами (например, ацетилохолином), деполяризацией, вызванной добавлением хлорида калия, а также факторами роста нервных клеток (EGF, NGF, FGF, PDGF)[66].

В процессе высокочастотной стимуляции одного из проводящих путей гиппокампа, приводящей к индукции LTP, мРНК гена Arc обнаруживалась в дендритах нейронов зубчатой извилины гиппокампа на расстоянии ~300 мкм от их тел[67].

Огромная роль Arc-генов в синаптической пластичности подчёркивается в обзорной статье 2011 года, которую опубликовали Джейсон Шеферд и Марк Бэр на основании накопленных данных о роли Arc в обеспечении синаптической пластичности нервной системы млекопитающих[68].

Как мы упоминали выше, к процессу создания новых или усиления существующих связей между элементами мемстинктов и инстинктами могут быть привлечены клетки микроглии. Они могут выделять факторы роста под воздействием нейромедиаторов и других веществ, выделяемых активными нейронами, и тем самым направлять рост дендритов или дендритных шипиков. С другой стороны, они могут разрушать неактивные связи, о чём мы поговорим чуть ниже, а в некоторых случаях способствовать демелированию или смерти клетки[69].

Патологическая активация определённых элементов мемстинктов, приводящая к регулярному нахождению рядом с ними большого количества клеток микроглии, особенно в сочетании с нарушениями внутренних процессов клетки, приводящих к выделению веществ, активирующих фагоцитарную функцию микроглии, может объяснить многие случаи смерти клеток, например, сопровождающие некоторые случаи шизофрении, ну и, конечно, нейродегенеративные расстройства и другие заболевания нервной системы[70].

Микроглия может способствовать образованию амилоидов[71]. Впрочем, накопление бета-олигомеров и тау-белков может быть связано также с патологической активацией GSK3β/tau[72].