Специализированные нейроны GPS мозга сохранились за миллионы лет эволюции

Нейроны, связанные с дезориентацией при болезни Альцгеймера, сохранились и даже немного увеличились в количестве за миллионы лет эволюции. Исследование Мичиганского университета предполагает, что эти нейроны жизненно важны для эволюционного выживания. Результаты опубликованы в The Journal of Neuroscience.

Как мозг ориентируется в пространстве

Способность интуитивно понимать своё местоположение и прокладывать прямой путь к цели Чарльз Дарвин назвал "счислением пути". Эта способность нарушается при повреждении ретроспленальной коры головного мозга.

"Ретроспленальная кора функционирует как подсознательная GPS-система. В ней есть специализированные нейроны, которые вычисляют направление движения к цели", — объяснил Омар Ахмед, старший автор исследования.

Эта область также активируется при представлении себя в будущем времени или месте. К сожалению, ретроспленальная кора — одна из первых областей, демонстрирующих нарушения при болезни Альцгеймера.

Исследование специализированных типов нейронов

Команда ранее обнаружила уникальный тип нейрона в ретроспленальной коре мыши. В новом исследовании с помощью инструментов на основе ИИ сравнили генетические сигнатуры нейронов ретроспленальной коры мышей и крыс — видов, разделённых миллионами лет эволюции.

Несмотря на это, уникальный тип нейрона оказался удивительно хорошо сохранён у крыс. Исследователи также идентифицировали второй специализированный тип нейрона, столь же древний и важный для пространственного восприятия, который также встречается только в ретроспленальной коре. Этот второй тип также сохранился и даже немного усилился в ходе эволюции.

"Сравнивая тысячи генов в тысячах нейронов разных видов, мы можем понять, как конкретные типы нейронов меняются в ходе эволюции", — отметил Ахмед.

Значение для болезни Альцгеймера

Ретроспленальная кора содержит по крайней мере два специализированных типа нейронов, которые больше нигде в мозге не встречаются.

"Легко представить, почему эти нейроны имеют критическое значение для выживания вида и сохраняются миллионы лет эволюции: они помогают успешно найти дорогу домой", — сказал Ахмед.

Большинство людей с болезнью Альцгеймера страдают от пространственной дезориентации. Лаборатория Ахмеда сейчас исследует, присутствуют ли эти уникальные нейроны в ретроспленальной коре человека и что с ними происходит при болезни Альцгеймера.

"Мы видим нейроны в человеческом мозге, которые физически похожи на специализированные ретроспленальные нейроны других видов. Понимая, как эти нейроны меняются у людей с болезнью Альцгеймера, мы можем работать над целевой терапией для их восстановления", — заключил учёный.