Ученые увидели, как нейроны испускают дофамин, важнейшее химическое соединение в нашем мозге
Работу нейронов увидеть очень трудно. Но иногда это удается
Устройство нейрона можно представить примерно так. В центре нейрона находится сома (тело), из нее растет аксон — длинный отросток, который контактирует с другими нейронами и передает им химические сигналы (нейротрансмиттеры), из сомы растут и дендриты, которые принимают сигнал от других нейронов.
Дофамин — один из важнейших нейротрансмиттеров, который играет решающую роль в процессе обучения нейронов. Дофамин — «гормон удовольствия» — фактически отвечает в естественной нейронной сети за «обучение с подкреплением».
Но это, конечно, довольно грубая схема работы нейрона. И роль дофамина много сложнее.
Нейрон за работой
Ученые Медицинского института Ховарда Хьюза, США и Университета Квинсленда, Австралия решили увидеть, как же нейроны испускают дофамин. Для этого они разработали революционный метод наблюдения.
Культуру нейронов помещают на нанопленку, которая получила название Dopafilm. Пленка реагирует на дофамин вспышками света. Когда нейрон испускает дофамин, он начинает светиться. В микроскоп отчетливо видно, из какого места на мембране нейрона выходит нейротрансмиттер.
Ученые показали, что оконечность аксона вовсе не единственная точка нейрона откуда испускается дофамин. На съемке можно увидеть, как дофамин испускается прямо из сомы. По интенсивности свечения можно сказать, сколько нейротрансмиттера выделилось. Дофамин испускают и дендриты, хотя вроде бы они должны его только принимать.
Ученые говорят: «Мы смогли создавать фильмы, в которых мы фиксируем все пространственные и временные масштабы высвобождения и диффузии химических веществ, чего раньше никогда не делали. Затем мы воспользовались этой возможностью для изучения дендритного высвобождения дофамина, которое не было хорошо изучено».
В частности, нейробиологи увидели, что дофамин испускают не все дендриты, — некоторые почему-то «молчат». Почему так происходит — неясно. Маловероятно, что это случайно.
Великий физик-теоретик Фримен Дайсон говорил, что новые теории только по-новому объясняют известные факты, а вот новые инструменты сообщают нам факты, которые еще потребуют создания новых теорий.
Нейробиологи тоже рассчитывают увидеть новые неизвестные науке факты, которые потом нужно будет объяснять. Но уже сейчас можно сказать, что многое в работе и жизни нейронов мы понимали не точно.