(PhysOrg.com) – Тип нейрона, который, когда он неисправен, был связан с эпилепсией, аутизмом и шизофренией, намного сложнее, чем считалось ранее, исследователи из Института обучения и памяти Пикауэра при Массачусетском технологическом институте сообщают в сентябре. 9 выпуск Neuron.
Большинство клеток мозга называют возбуждающими, потому что они усиливают действие клеток-мишеней. Напротив, тормозные клетки, называемые интернейронами, тормозят необузданную активность, чтобы поддерживать порядок и контроль. Эпилептические припадки, а также симптомы аутизма и шизофрении связаны с дисфункциональными тормозящими клетками.
"Слишком большая активность – риск неконтролируемой активности, а слишком низкая приводит к когнитивным и поведенческим нарушениям," сказал Мриганка Сур, Пол Э. Ньютон профессор нейробиологии, лаборатория которого провела исследование. "Нормальное развитие и функционирование мозга зависит от тонкого баланса между возбуждением и торможением."
Долгое время интернейроны, составляющие лишь пятую часть клеток мозга, считались своего рода универсальным гомогенным агентом отключения. Исследование MIT указывает на новую точку зрения: по крайней мере, некоторые интернейроны имеют очень точные ответы и образуют определенные связи и цепи.
"Если эти клетки нацелены на заболевания головного мозга, то эти нарушения должны возникать из-за дисфункции определенных цепей," сказал Сур, глава отдела мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института. "Это исследование проливает свет на то, что именно происходит в этих цепях, что может быть нацелено на будущее лечение."
Клетки-ингибиторы разнообразны: исследователи только начинают различать электрофизиологические профили, формы и молекулярные сигнатуры среди 20 или более известных типов.
Но все интернейроны делятся на два четких подтипа: те, которые нацелены на тело клетки или сому своих клеток-мишеней, и те, которые нацелены на ветвистые дендриты. Тип, нацеленный на сому, экспрессирует белок, называемый парвальбумин, и был связан с нарушениями мозга и развитием цепей. Считалось, что этот тип интернейрона равномерно снижает активность коры головного мозга. "Наша газета переворачивает эту точку зрения," Сур сказал.
"Считалось, что эти нейроны обладают только широкими характеристиками ответа, которые неспецифически ослабляют их клетки-мишени. Наш вывод указывает на то, что они обладают четко определенными свойствами и функциями," он сказал.
Аспирантка Массачусетского технологического института Кэролайн Раньян и докторанты Джеймс Шаммерс, Одра Ван Варт и Натан Уилсон использовали передовые методы для изучения свойств тормозящих нейронов, экспрессирующих парвальбумин.
С помощью мышей, генетически сконструированных так, чтобы именно эти клетки флуоресцируют красным цветом в их зрительной коре, исследователи использовали сложную технику, называемую двухфотонной визуализацией, для идентификации и регистрации активности этих клеток у живых животных.
Они обнаружили, что интернейроны, экспрессирующие парвальбумин, обладают рядом характеристик ответа. Многие из этих клеток имеют точно настроенные ответы. Некоторые реагируют только на очень конкретные сигналы и местоположения в космосе.
"Эти клетки являются компонентами и участниками высокоспецифичных сетей, которые формируют избирательность нейронных ответов," Рунян сказал. "Они должны определяться комбинацией характеристик, включая структуру, связи, профили экспрессии генов, электрофизиологические свойства и типы ответа.
"Это исследование поддерживает идею о том, что отдельные классы клеток могут обеспечивать определенные формы ингибирования и выполнять уникальные функции," она сказала.