Ученые обнаружили нейроны, работающие как компас

Способность к ориентации на местности не берется из ниоткуда — за нее отвечают соответствующие нейроны нашего мозга. Но какие именно? Если человек не знает, как, например, попасть домой с работы, это совершенно не обязательно означает, что он не знает, где живет. Возможно, у него проблемы с тем, чтобы переместиться из точки А в точку Б из-за повреждений ретросплениальной коры мозга. В таком случае человек оказывается в состоянии, в котором он знает, куда ему нужно, но не знает, как это сделать.

Чтобы успешно лечить подобные состояния, нужно сначала точно идентифицировать механизм, позволяющий в норме выполнять все необходимые операции, и найти каждую его «деталь». Для этого исследователи из Университета Мичигана просканировали мозг мыши в области ретросплениальной коры. Они нашли нейрон с идеально подходящими, по словам авторов, свойствами для долговременного кодирования информации, связанной с направлением. Статью об этом они опубликовали в журнале Cell Reports.

Ученые объясняют, что до сих пор были идентифицированы только нейроны, которые отвечают непосредственно за ощущения в пространстве во время движения, такого, например, как положение нашей головы, если мы ее повернули налево или направо. Но для того, чтобы мысленно построить маршрут и удерживать понимание своего местонахождения в течение пути, нужен другой тип нервных клеток.

Активность типичных возбуждающих нейронов довольно быстро затухает. Не таков свежеобнаруженный тип нейрона, так называемых нейронов с низкой реобазой (минимальной силой раздражителя, которая вызывает потенциал действия): сигналы таких клеток продолжают исходить от них с высокой скоростью в течение длительных периодов времени. Кроме того, эти нейроны гипервозбудимы: для реакции им достаточно небольшого входящего сигнала.

Ученые проверили, действительно ли эти нейроны с низкой реобазой обрабатывают информацию о направлении лучше, чем типичные возбуждающие нейроны. Они построили компьютерную модель работы нейронов, которая утвердительно ответила на этот вопрос.

Следующим шагом исследователи видят проверку на модельных животных (мышах) того, как работа этих нейронов изменяется у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями — например, при болезни Альцгеймера. У таких людей часто возникает дезориентация в пространстве, и ученые полагают, что новооткрытые нейроны могут быть с этим связаны. «Понимая, как ретросплениальные клетки кодируют компасоподобную информацию в здоровом мозге по сравнению с мозгом Альцгеймера, мы надеемся начать работу над новыми методами лечения», — поясняет ведущий автор работы Омар Ахмед.