Новый вид нейронов показал, как формируется восприятие запахов у животных

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. Работа опубликована в журнале Neuron.

Структура обонятельной системы устроена таким образом, что нейроны, ответственные за распознавание запахов, идут от носа к обонятельной луковице — части обонятельного мозга. В ней находится образование, названное обонятельным клубочком (glomerulus), которое представляет собой совокупность концевых ветвлений обонятельных нитей. Вся эта система похожа на клубок спутавшихся проводов, однако они с течением жизни организма способны заменять себя, сохраняя при этом свою функцию во всей системе. Ученые не знали, как такое возможно, и предполагали, что новые нейроны сами определяют верные соединения, но опыт на генетически модифицированных мышах опроверг эту теорию и открыл новый вид нейронов, характерный только для раннего периода развития организма.

Для того чтобы его выявить, ученые использовали совокупность подходов. Во-первых, они применили хроногенетическое отслеживание — метод, который позволяет проследить за продолжительностью жизни нервных клеток благодаря генетической маркировке. Во-вторых, исследователи воспользовались технологией CLARITY, которая делает нервную ткань прозрачной: так они увидели траектории следования аксонов в обонятельную луковицу. Для распознавания клеток использовали одноклеточный транскриптомический анализ.

С помощью указанных инструментов ученые увидели новый тип нейронов, который отличался укороченным периодом существования и особой фазой буйного роста. Эти нейроны активизировались в первые дни после рождения мышей. Продлив период жизни этих клеток, авторы обнаружили, что те перестали сходиться в обонятельном клубочке, как это обычно происходит при развитии. Более того, навигационные нейроны оказались способны менять свою траекторию при росте, чего не случается с обыкновенными обонятельными нейронами.

Руководитель работы Рон Юй (Ron Yu) рассказал о возможных перспективах в лечении аносмии (потери обоняния):

«Если мы поймем этот процесс, связанный с ранним развитием, и сможем возобновить этот критический период, то получим возможность направлять восстановленные аксоны в верном направлении и возвращать людям способность различать запахи».

Ранее в этом месяце ученые из Университета Тафтса в Массачусетсе вырастили функциональную нейронную сеть человека из стволовых клеток.