eNeuro. 2020 Jul 31;7(4):ENEURO.0034-19.2020. doi: 10.1523/ENEURO.0034-19.2020.

Circadian Rhythms of Perineuronal Net Composition.

Pantazopoulos H¹, Gisabella B², Rexrode L², Benefield D², Yildiz E³, Seltzer P³, Valeri J², Chelini G^3,4, Reich A³, Ardelt M⁵, Berretta S^3,4,6

¹ University of Mississippi Medical Center, Jackson, MS 39216 cpantazopoulos@umc.edu.

² University of Mississippi Medical Center, Jackson, MS 39216.

³ Translational Neuroscience Laboratory, Mclean Hospital, Belmont, MA 02478.

⁴ Department of Psychiatry, Harvard Medical School, Boston, MA 02215.

⁵ Ralph H. Johnson VA Medical Center, Charlestown, SC 29406.

⁶ Program in Neuroscience, Harvard Medical School, Boston, MA 02115.

Механизмы консолидации или «стабилизации» памяти до конца не ясны. Последние исследования показывают, что в этих процессах участвуют не только нейроны, но и так называемые перинейрональные сети, в основе своей имеющие белковые молекулы (внеклеточный матрикс). Перинейрональные сети окружают субпопуляции нейронов и, судя по последним данным, ограничивают возможности синаптической пластичности мозга. Как оказалось, перинейрональные сети не являются стабильными структурами, при обучении происходит их модификация, что дает возможность формироваться новым синапсам. Поскольку известно, что модификация синапсов активно происходит в периоды сна, можно предположить, что именно в это время должны наблюдаться изменения перинейрональных сетей. В данной работе изучали периодичность таких изменений. В мозге мышей после формирования эмоциональной памяти в клетках микроглии была установлена периодичность экспрессии специального фермента катепсина С, разрушающего компоненты внеклеточного матрикса. Также была обнаружена циркадная (околосуточная) периодичность изменений объема перинейрональных сетей в мышином гиппокампе, миндалине, коре и в некоторых других структурах. Депривация сна приводила к разрушению такой периодичности. Аналогичная периодичность изменения объема перинейрональных сетей наблюдалась и у человека в миндалине и таламических ядрах. Известно, что нарушения перинейрональных сетей в этих областях человека связаны с расстройством шизофренического спектра и биполярным расстройством. Таким образом, можно предполагать, что обнаруженная периодичность изменений внеклеточного матрикса лежит в основе изменений синаптической пластичности и реорганизации в периоды сна, обеспечивающей консолидацию памяти, а патологии перинейрональных сетей имеют прямое отношение к психическим процессам.