Нейрон-"невидимка" скрывает синапсы от исследователей
Новое исследование Университета Карнеги-Меллон показывает, что определенный тип нейронов может временно "маскировать" синапсы, что усложняет построение коннектома — полной карты связей мозга.
Как работает "устройство маскировки"
- Ключевой игрок: Ингибиторные нейроны — соматостатин-клетки.
- Механизм: При активации эти клетки посылают сигнал, который подавляет сотни возбуждающих нейронов (пирамидальных клеток) в окружающей области через GABAb рецепторы.
- Результат: Подавленные синапсы перестают работать или ослабевают, становясь "невидимыми" для стандартных методов исследования. Их можно сравнить с замаскированным кораблем в Star Trek.
Открытие в "реальных условиях"
Исследователь Джоанна Урбан-Чецко заметила аномалию: изучая синапсы в неокортексе в условиях нормальной "шумной" активности мозга, она обнаружила, что они слабы и ненадежны, вопреки данным предыдущих работ, проведенных в оптимизированных лабораторных условиях.
Гипотеза о роли соматостатиновых клеток была проверена с помощью оптогенетики:
- При выключении соматостатиновых нейронов синапсы становились большими и сильными.
- При их включении синапсы ослабевали или полностью исчезали.
Значение для науки и будущего
- Для коннектомики: Активность всего одного типа клеток может кардинально менять видимую структуру нейронных цепей. "Это может драматически изменить то, как мы смотрим на коннектом и как его используем", — говорит профессор Алисон Барт.
- Для обучения и памяти: Ученые предполагают, что соматостатин-нейроны могут выступать в роли "воротаря", решая, какие синапсы будут активны и изменчивы во время важных событий, что необходимо для формирования памяти.
- Дальнейшие планы: Исследователи намерены проверить, ведут ли себя эти клетки аналогично в других областях мозга. Если да, они могут стать новой мишенью для изучения и улучшения процессов обучения и памяти.