Долгое время нейробиологи могли наблюдать лишь итог работы нервных клеток — электрические импульсы, которые нейроны отправляют дальше. Но то, как именно они обрабатывают входящую информацию, оставалось почти невидимым.
В США раскрыли скрытый язык мозга и научились видеть сигналы нейронов
Ученые научились «слышать» самые тихие сигналы мозга — химические сообщения, которые нейроны получают перед тем, как принять решение о передаче импульса.
Unsplash
Исследователи из Института Аллена, США, нашли способ заглянуть в этот скрытый уровень коммуникации мозга.
Ученые раскрыли скрытый язык мозга
В центре открытия — новый белок-сенсор, способный фиксировать крайне слабые химические сигналы, связанные с выделением глутамата.
- Этот нейромедиатор играет ключевую роль в обучении, памяти и формировании эмоций, однако его активность сложно измерять: сигналы короткие и малозаметные.
Разработанный сенсор позволяет отслеживать глутамат в реальном времени — в тот момент, когда нейрон получает информацию от других клеток.
Это принципиально меняет возможности исследования мозга.
- Каждый нейрон принимает тысячи входящих сигналов, и именно их комбинация определяет, «сработает» клетка или нет.
- Наблюдая эти входы напрямую, ученые могут изучать, как мозг принимает решения, формирует воспоминания и выполняет сложные вычисления.
- Открытие важно и для медицины. Нарушения передачи глутамата связывают с болезнью Альцгеймера, эпилепсией, шизофренией и расстройствами аутистического спектра.
Новый метод позволяет точнее изучать, где именно в этой цепочке возникает сбой.
Кроме того, сенсор можно использовать в разработке лекарств — чтобы видеть, как препараты влияют не на абстрактную активность мозга, а на реальные синаптические сигналы.
Белок, получивший название iGluSnFR4, был создан совместно исследователями Allen Institute и Janelia Research Campus.
Белок iGluSnFR4 работает как молекулярный индикатор глутамата, фиксируя даже самые слабые сигналы на уровне отдельных синапсов. По словам ученых, раньше нейронауку можно было сравнить с чтением текста, в котором известны отдельные слова, но не их порядок. Теперь появляется возможность увидеть целостную «фразу» нейронного общения.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Methods, открывает новое окно в понимание работы мозга и дает ученым инструмент для изучения процессов, которые раньше оставались за пределами наблюдения.