Ученые из Института нейробиологии Общества Макса Планка впервые подробно изучили расположение электрических синапсов и их влияние на работу нервных клеток. Исследование мозга плодовых мушек опубликовано в журнале Current Biology.
Нервные клетки общаются через синапсы: небольшие контактные точки, в которых сигнал переходит от одной клетки к другой. Классический подход говорит о том, что сигнал между нейронами передается с использованием биологически активных химических веществ, нейромедиаторов. Но это только часть картины.
Как отмечают исследователи, в мозге почти всех видов животных, кроме иглокожих, есть второй тип синапсов: электрические. Такой синапс соединяет две нервные клетки напрямую, поэтому электрические сигнал может передаваться от одной клетки к другой без помех. Широкое распространение таких соединений в природе, по словам ученых, показывает, что электрические синапсы должны выполнять важные функции.
«Электрические синапсы встречаются гораздо реже, их трудно обнаружить обычными методами. Вот почему до сих пор их так мало исследовали, — говорит Георг Аммер, нейробиолог и соавтор исследования. — В большинстве случаев мы не знаем даже основных вещей, например, где именно возникают электрические синапсы или как они влияют на активность мозга».
Нейробиологи использовали иммуногистохимический анализ специфических белков, формирующих щелевые контакты между электрическими синапсами. На основе анализа, ученые составили карту. Оказалось, что в мозге плодовых мушек такие синапсы можно найти почти во всех отделах, однако не все нейроны имеют электрические связи.
Исследователи отключили работу электрических синапсов в области, ответственной за обработку зрительной информации. Результаты показали, что реакция нейронов на раздражители стала значительно слабее, а некоторые типы нейронов без электрических синапсов стали нестабильными и начали спонтанно колебаться.
«Результаты показывают, что электрические синапсы важны для различных функций мозга и могут выполнять очень разные задачи в зависимости от типа нервной клетки», — говорит Аммер.
Исследователи отмечают, что в настоящее время при построении коннектомов (полного описания структурных связей нервной системы) используют только данные электронного микроскопа, который не видит электрические синапсы. Нейробиологи считают, что такой подход значительно ограничивает наше понимание того, как работает мозг.
По словам авторов работы, дальнейшие исследования должны показать, как можно интегрировать все синапсы в единую схему и какие еще секреты могут скрывать электрические синапсы.
Читать далее:
Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь
Новое исследование опровергает теорию о передаче световой энергии
Все, что вы знали о тираннозавре — неправда: как наука меняет его голливудский образ