Пути и хабы головного мозга

Пути в полушариях и между ними (горизонтальные зеленые мозолистого тела), формируемые отростками нервных клеток. Изображение Physorg

В Национальном университете Сингапура провели скрининг генов, отвечающих за синтез гормонов и пахучих феромонов для привлечения особей друг к другу. Среди геномного разнообразия ученым удалось выделить 12 генов, а затем и основной, которого в честь Спайдермена назвали spidey.

Опыты на дрозофиле показали, что для мушек неприемлемы как выключение спайдер-гена, так и чрезмерная его активность. Первое сокращает продолжительность жизни, а второе приводит к накоплению липкого вещества на лапках, в результате чего те буквально вязнут в своих же обильных выделениях. Немаловажно и то, что ген spidey регулирует энергетический обмен в клетках насекомых. В связи с этим авторы прогнозируют использование генетически модифицированных мух для прерывания цепи переноса малярии, которая угрожает миллиардам людей по всему миру.

Вирус Зика, как известно, опасен для плода в утробе матери, а вернее, для нервных стволовых клеток (НСК) развивающегося мозга. Сегодня известно много генов, нарушение которых ведет к умственному расстройству и нейродегенеративной болезни. Одной из них является дислексия, проявляющая себя в нарушении речи и слуха. Роль последнего проверили на детенышах крысы с выключенным геном DCD, мутации которого нарушают миграцию НСК. В результате формируется как будто дублированная кора (одна из причин шизофрении). Сотрудники Техасского университета в Далласе выявили таким образом роль DCD в слуховой дискриминации крысиной «речи», то есть различение и понимание крысятами звуков, издаваемых матерью. Авторы напоминают, что миграция НСК в кору идет по отросткам глиальных клеток белого вещества.

Глиальные клетки (астроциты) опекают нейроны, пропуская сквозь себя содержимое кровеносных сосудов и участвуя в формировании и поддержании функциональных синапсов, или точек межнейрональных контактов (посредством синапсов осуществляется распространение сигналов по нейросетям). В обычных условиях не удается получить регенерацию нервных отростков, однако в Станфорде благодаря гибридному подходу впервые удалось частично восстановить целостность волокон зрительного нерва.

А Григорий Юрганов из Медицинского университета Южной Каролины в основу прогноза нарушения речи после инсульта положил МРТ-трактографию нейросетей, связывающих разные центры коры, отвечающие за речь. Ученый исследовал состояние путей и восстановление речи у 90 пациентов, за полгода до того перенесших инсульт.

Известно, что вся информация, поступающая в мозг, обрабатывается поначалу в его главном процессинговом центре, представленном лежащим в глубине полушарий таламусе, или зрительном бугре. Нейроны последнего посылают в кору одиночные сигналы и серии – импульсы большой частоты. Таламус является древней структурой, в отличие от «новой» коры не имеющей упорядоченных слоев. В университете Западной Вирджинии города Моргантауна выяснили, что сигнальные серии увеличивают корковый ответ на срочные «вызовы», обеспечивая тем самым их преимущественное прохождение и обработку.

В данном исследовании ученые смотрели, как проводятся сенсомоторные импульсы, обеспечивая чувствительность и мышечные ответы (рефлекторное торможение при угрозе столкновения или наезда). Для визуализации путей от таламуса к коре их покрасили в красный цвет с помощью светящегося белка «Томато». При этом выяснилось, что таламическая иннервация обходит стороной извилину морского конька (гиппокамп), нейроны которой отвечают за память. Она тоже довольно древняя, о чем говорят всего лишь три слоя ее нервных клеток. По всей видимости, импульсы из таламуса к коре, проходящие стороной, не должны интерферировать с не менее важной функцией памяти.