Аннотация

Астроциты находятся в центре внимания активных исследований уже около 3 десятилетий. За этот период представления об их функции и роли в нервной системе эволюционировали от простой помощи в энергоснабжении и поддержании гомеостаза до сложного информационного и метаболического центра, который объединяет данные о локальной нейронной активности, сенсорном и активационном контексте и организует многие важные процессы в мозге. Быстрый прогресс в экспериментальных методах и анализе данных дает растущий объем данных, которые могут быть использованы в качестве основы для формулирования новых гипотез, построения новых уточненных математических моделей и в конечном итоге должны привести к новому уровню понимания вклада астроцитов в когнитивные задачи, выполняемые мозгом.

В этой обзорной статье мы подчеркиваем недавний прогресс в исследовании астроцитов, который расширяет наше понимание того, как низкоуровневая сигнализация на клеточном уровне выстраивается в процессы на уровне всего мозга и поведения животных. Мы начинаем наш обзор с повторного рассмотрения данных о роли астроцитарной сигнализации, опосредованной норадреналином, в локомоции, возбуждении, сенсорной интеграции, памяти и сне. Затем мы кратко рассматриваем вклад астроцитов в регуляцию мозгового кровотока, а далее - обсуждаем биофизические механизмы, лежащие в основе воздействия астроцитов на различные мозговые процессы.

Обзор экспериментальных данных завершается обзором новых экспериментальных методов для модуляции и визуализации динамики астроцитов. Мы даем оценку тому, каким образом новые данные могут быть использованы для разработки новых математических моделей и где и как это уже было сделано. Наконец, мы обсуждаем интересную перспективу того, что астроциты могут играть ключевую роль в важных процессах, таких как переключение между сном и бодрствованием и удаление токсичных метаболитов из мозговой среды.