Исследования нейронных связей позволили сделать выводы о потаенных секретах мозга

Новейшее исследование мозга развивающихся внутриутробно мышей, проведённое учёными NYU Grossman School of Medicine, доказало, что одновременно возникшие нейроны проявляют схожую активность.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что для формирования процессов деятельности гиппокампа – парной структуры в височных отделах полушарий – используется строго упорядоченное появление клеток головного мозга. Мозг не создаёт каждое новое воспоминание заново, а использует послойное образование нейронов для установления неких шаблонов, способствующих соотношению новых знаний с уже существующими в процессе запоминания.
По словам авторов, этот механизм допускает, что одновременно появившиеся нейроны будут сообща создавать воспоминания и так же сообща приходить в негодность. Это несомненно поможет в исследовании таких заболеваний нервной системы, как аутизм и болезнь Альцгеймера.

«Мы выяснили, что время образования нейрона гиппокампа оказывает большое влияние на работу отдельной клетки и передачу сигналов их популяцией. Это исследование позволит в корне поменять принципы изучения расстройства центральной нервной системы, мы можем взглянуть на это с позиции эволюционного развития, а не с позиции генетики или молекул» — сказал глава исследования György Buzsáki, профессор Института Биггса, занимающийся исследованиями нейродегенеративных заболеваний.

Новое восприятие

Новаторство разработки состоит в отслеживании действий одновременно возникших нейронов в процессе их жизнедеятельности. Учёные установили маркеры ДНК в клетки головного мозга зародыша в процессе формирования нейронов, для того, чтобы отметить одновременно образовавшиеся нейроны. Затем исследователи изучили эти клетки мозга у взрослой особи.
В итоге выяснилось, что нейроны, образовавшиеся в один и тот же день, имеют свойства «одновременного срабатывания», обладая согласованными волнами, совместно передавая электрические импульсы.

Активность отдела лимбической системы головного мозга, отвечающего за развитие интуиции и механизма предвидения, описывается формой совместной активности нейронов. Во время сна, когда воспоминания каждого дня объединяются для долговременного хранения, нейроны гиппокампа вовлекаются в циклический волновой всплеск активности.
«Мы видим, что одновременно образовавшиеся нейроны являются частью одной и той же кооперативной кластеризации, принимают участие в одних и тех же процессах и предоставляют одни и те же воспоминания», — говорит Роман Хузар, аспирант лаборатории Бужаки. «Эти связи и паттерны имеют важное значение для основного назначения гиппокампа — хранения воспоминаний».
В скором времени планируются новые опыты для идентификации активных генов в нейронах, образовавшихся одновременно в разных частях головного мозга, и изучения их значения в развитии памяти и поведения.

Финансирование исследования было предоставлено грантами Национального института здравоохранения RO1 MH122391 и U19 NS107616.