Газета "Наш Мир" br>
В развивающемся мозге формируется несчетное количество нервных
соединений, которые оказываются неподходящими и в результате должны
быть удалены. Процесс, устанавливающий сеть нейронов не всегда бывает
точным или безошибочным. Научно-исследовательской группе доктора Питера
Шейфела (Peter Scheiffele's) в Биоцентре Базельского Университета
удалось подтвердить этот феномен в развивающемся мозжечке, мозговой
области необходимой для тонкого контроля перемещения, благодаря
использованию передовых микроскопических методов.
Группа ученых доктора Шейфела обнаружила, что белок по традиции
связанный с развитием костей является ответственным за корректирование
ошибки, тогда как нейроны присоединяются к их правильным партнерам в
мозжечке. Их результаты были опубликованы в он-лайн версии журнала
открытого доступа PLoS Biology.
Мозг является очень сложной установкой нейроновых сетей, в которых
тысячи других типов нейронов устанавливают нейроновые соединения,
называющиеся синапсами, с другими нейронами. Для того чтобы
устанавливать эти синапсы, нейроны посылают аксоны из их клеточных тел,
которые являются удлиненными волокнами, которые распространяются на
различные области мозга. Каждый нейрон должен соединяться с конкретными
нейронами партнерами в период развития мозга, и это точная специфика,
которая позволяет различным цепям и различным областям мозга
осуществлять различные функции.
Мозжечок, например, имеет очень точную соединенность, которая
позволяет мозгу использовать сенсорную информацию (поступление) и
преобразовывать ее в точный ответ двигателя (выход). Существует
множество типов клеток в мозжечке, два из которых – это клетки Пуркинье
и клетки гранулы. Мшистые волокна являются группой поступления в
мозжечке, которые создают синаптические соединения только с клетками
гранулами.
В анализе, тем не менее, научно-исследовательская группа смогла
продемонстрировать, что эти мшистые волоконные поступления часто
соединяются с нейронами Пуркинье в течение раннего развития мозга,
дополнительно к клеткам гранулам. Эти неправильные соединения Пуркинье,
впоследствии устраненные в течение недели, устанавливают
соответственную специфичность в мозжечке. Они также находят, что
морфогенетический белок кости 4 (BMP4) помогает исправлять эти
начальные ошибки. Первоначально, белок BMP4 был связан со
специализацией клеток в течение остеогенезиса. Этот белок также
отвечает за устойчивость и удаление нейроновых соединений, которые
прежде не были известны.
"Если неподходящие соединения между нейронами впоследствии не
устранены, это может привести к серьезным сбоям в работе мозга. Аутизм
может быть также связан с неспособностью корректировать ошибки" –
объяснил Шейфел. Научно-исследовательская группа в Биоцентре
использовала генетические модели мышей для своих наблюдений. С помощью
флуоресцентного белка, различные нервные связи могли бы быть отмечены и
сделаны видимыми с помощью передового метода изображения, который
объединяет в себе световую микроскопию и электронную микроскопию. Это
позволило проследить за различными типовыми изменениями соединений.
"Эти процессы могут быть применены к развитию человеческого мозга и
могли бы сыграть важную роль в дальнейших исследованиях мозга" –
отметили исследователи.
Мозг подвергается коренным изменениям на ранних этапах своей жизни.
Пока нейроновые соединения в мозге новорожденного остаются все еще
сравнительно неспецифичными, избирательность синапсов неуклонно
увеличивается. Вопрос о том, какими преимуществами обладают эти
недолговечные, неподходящие соединения в период развития мозга станет
центральным в будущих исследованиях доктора Шейфела. Кроме того, он
надеется узнать их потенциальное значение в случаях с такими
неврологическими нарушениями как, например, аутизм, шизофрения и
эпилепсия.
|