2017-03-06

В головном мозге обнаружены нейроны с огромными отростками

В мозге мыши найдены несколько нейронов, отростки которых охватывают всю поверхность мозга наподобие короны.

Ученые из Института исследований головного мозга им. П. Аллена (Allen Institute for Brain Science) в Сиэтле (США) обнаружили в мозге мыши три нейрона, отростки которых охватывают значительную часть поверхности мозга, в том числе один нейрон, который оборачивается вокруг всего мозга. Вполне возможно, что данное открытие поможет пролить свет на механизмы формирования сознания.

Исследовательская группа Кристофа Коха (Christof Koch) уже более десяти лет изучает клауструм, или ограду - тонкую пластинку серого вещества, которая расположена под корой больших полушарий в глубине белого вещества головного мозга. К. Кох уверен, что именно в этой пластинке формируется сознание у мышей и людей. С помощью нового метода К. Коху с коллегами удалось пометить три нейрона клауструма и увидеть то, что не удавалось предыдущим исследователям, - расположение всех отростков этих нейронов.

С помощью традиционных методов практически невозможно отследить расположение всех отростков нейрона в пределах головного мозга, поскольку эти методы очень трудоемки. К. Кох с коллегами разработали новый метод. Они вывели линию мышей, у которых определенное вещество активировало специфические гены в нейронах клауструма. Затем исследователи добавляли в пищу мышей небольшие количества данного вещества, и в некоторых нейронах эти гены активировались. В результате в нейронах вырабатывался зеленый флуоресцентный белок, окрашивающий всю нервную клетку.

В проведенной работе гены активировались лишь в трех нейронах. Чтобы увидеть расположение отростков, исследователи сделали 10 тыс. изображений мозга мыши, а затем с помощью компьютерной программы создавали 3D-реконструкцию светящихся клеток. Оказалось, что три светящихся нейрона тянутся через оба полушария мозга, а один из них оборачивает мозг по окружности наподобие короны. Похоже, что обнаруженные нейроны соединены с большинством или со всеми наружными регионами мозга, которые получают сенсорную информацию и управляют поведением. На основании этого К. Кох считает, что клауструм может координировать входящие и исходящие сигналы мозга и участвовать в формировании сознания.

«Это превосходный метод», - говорит Рафаэль Юст (Rafael Yuste), нейробиолог из Колумбийского университета города Нью-Йорка (Columbia University in New York City). − Этот метод способен помочь получить важные сведения относительно разных типов клеток в мозге, и таким образом, внести существенный вклад в понимание функционирования мозга. И все же существование нейронов, окружающих весь мозг, вовсе не обязательно служит доказательством того, что клауструм вовлечен в формирование сознания».

Р. Юст и Джеймс Эбервайн (James Eberwine), фармаколог из Пенсильванского университета (University of Pennsylvania in Philadelphia), также считают, что было бы очень полезно сравнить пространственное расположение отдельных нейронов с профилем экспрессии генов в этих нервных клетках. Это может дать ключ к пониманию функции каждой клетки.

К. Кох планирует продолжить картирование нейронов, выходящих из клауструма. Он планирует узнать, все ли нейроны клауструма распространяют отростки по всему мозгу или же каждый нейрон уникален, взаимодействуя с разными участками мозга.

 

A giant neuron found wrapped around entire mouse brain // Nature, 2017, doi:10.1038/nature.2017.21539