Ультрафиолет делает мозг умнее

Нейромедиатор глутамат, который появляется в нейронах под действием ультрафиолета, помогает нервным клеткам лучше работать.

Ультрафиолетовое излучения имеет свои плюсы и минусы. К минусам относится то, что он повреждает клеточную ДНК и может спровоцировать рак кожи, среди плюсов – то, что ультрафиолет стимулирует появление витамина D (попутно можно вспомнить статью в JAMA Ophthalmology двухлетней давности, в которой говорилось, что УФ-излучение препятствует близорукости).

Исследователи из Научно-технического университета Китая описывают в Cell еще одно полезное свойство ультрафиолета – он стимулирует активность нейронов, помогая мозгу в обучении. Изучая химический состав нейронов, Вэй Сюн (Wei Xiong) и его коллеги вдруг заметили, что среди «внутринейронных» молекул есть уроканиновая кислота. Это было странно, так как она обычно появляется в ответ на УФ-излучение, и найти ее можно в клетках кожи; есть она и в некоторых других органах, например в печени – но никто и никогда не видел уроканиновую кислоту в нейронах мозга.

Дальнейшие эксперименты с мышами показали, что ошибки тут нет: бритых мышей в течение двух часов облучали средневолновым ультрафиолетом, или ультрафиолетом B (доза излучения примерно соответствовала той, которую получает человек при солнечном ожоге) – и в мозге животных действительно появлялась уроканиновая кислота.

Но если в коже она нужна для того, чтобы поглощать ультрафиолет и тем самым защищать клетки от повреждений и мутаций, то зачем она нужна в мозге? Про уроканиновую кислоту известно, что она появляется при превращении аминокислоты гистидина в глутаминовую кислоту. Как мы знаем, глутаминовая кислота, или глутамат – один из главных нейромедиаторов, помогающий передавать возбуждающие сигналы между нейронами. И, как оказалось, в тканях мозга вслед за уроканиновой кислотой повышался уровень и глутамата тоже.

Оставалось только проверить, как работают нейроны у мышей после УФ-облучения. Как и следовало, наверно, ожидать, те нервные клети, которые используют в качестве нейромедиатора глутамат, обменивалась импульсами с большей эффективностью. И, самое главное, у облученных мышей улучшались когнитивные функции: они быстрее запоминали какие-то новые сведения и быстрее выучивали, что они должны сделать – по сравнению с теми, которых ультрафиолетом не облучали. Если же в нейронах отключали фермент, который превращает уроканиновую кислоту в глутаминовую, то никакого стимулирующего эффекта от ультрафиолета не было, ни на уровне нейронных импульсов, ни на уровне поведения.

Правда, тут нужно напомнить, что мыши – животные сумеречные, и вся ситуация со стимуляцией мозга ультрафиолетом для них несколько неестественна. И потому очень хочется, чтобы эти результаты поскорее проверили на людях или хотя бы на каких-нибудь обезьянах.

С одной стороны, было бы жаль пренебрегать таким простым способом улучшить работу собственного мозга, с другой стороны, вполне может оказаться так, что за стимуляцию мозга придется платить сожженной кожей.

По материалам The Scientist.