Раскрыт механизм того, как мозг контролирует движения
Ученые выявили две группы нервных клеток благодаря комплексному анализу, включающему отслеживание связей и определение транскриптомов.
Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза и Института Аллена провели масштабную работу по определению карты нейронов, которые контролируют движения мышей из коры головного мозга. Они определили два типа клеток, одни из которых планируют активность, а другие ее выполняют. Исследование опубликовано в журнале Nature.
По словам руководителя работы Карела Свободы (Karel Svoboda), для достижения результата нейрофизиологам пришлось применить новый подход, комбинируя в сотрудничестве два вида исследований. В одной лаборатории сотрудники составляли карту выбранной структуры мозга, отслеживая в путанице отростков пути следования нейронов. В другой их коллеги определяли экспрессии генов в каждой клетке области. Они использовали технологию секвенирования одноядерных РНК для анализа молекулярного состава.
Выбирая для исследования участок мозга, ученые остановились на неокортексе - как структуре, контролирующей когнитивные функции. Они сосредоточились на передней боковой моторной коре (ALM), так как она ответственна за тактические решения при передвижении. В результате они получили транскриптомы (совокупность всех молекул РНК, образующихся в результате экспрессии генов), относящиеся к каждому из 23 822 нейронов. Это достижение дало ученым понять, какие из генов включаются в каждой клетке. Они определили 133 группы клеток, имеющие общие транскриптомы.
С другой стороны, исследователи выделили две группы нейронов в ALM, основываясь на их превосходящем по отношению к другим клеткам размере, которые выходят далеко за пределы этого участка мозга. Одна группа соединяется со стволом, а другая - с таламусом, центральным коммутатором в мозге.
Измеряя активность нейронов с учетом их транскриптомов во время выполнения мышью заданий на передвижение, ученые определи функции обеих групп клеток. Одни из них - те, что следовали в таламус - «планировали» будущие движения, другие - те, что присоединялись к стволу мозга - вызывали запланированные действия.
По словам авторов, их исследование дает базу для определения всего разнообразия типов клеток в коре головного мозга мышей. С полученными результатами классификация может значительно ускориться.
Ранее исследователи из Института Стоуэрс (США) открыли новый вид нейронов, который назвали навигационным. По словам авторов, эти нейроны отвечают за формирование связей в обонятельной системе мозга в первые дни жизни индивида.
