Ученые в нашем мозге обнаружили «внутренние часы»

Мозговая синхронизация

Наш мозг подвергается воздействию множества различных раздражителей каждую секунду. Как разуму удается обрабатывать все эти сигналы согласованным образом? Нейробиологи давно подозревали, что это достигается с помощью своего рода метронома - часов или синхронизатора, который приводит нейрональные сигналы из разных областей мозга в линию и, среди прочего, координирует обработку сенсорных стимулов. Один вопрос остается открытым: как выглядит этот нейронный метроном?

Гамма-волны в фокусе

Некоторые исследователи считают, что они нашли часы мозга в форме так называемых гамма-волн - мозговых волн, которые колеблются в диапазоне частот от 30 до 55 Герц. Однако это подтверждается наблюдением, что гамма-волны изменяются в ответ на сенсорные раздражители. С другой стороны, часы всегда должны «тикать» равномерно, независимо от таких факторов.

Чтобы узнать больше о влиянии сенсорных стимулов на нервную активность в области гамма-волн, Шин и Мур провели исследования с мышами. В эксперименте они легко перемещали зонды грызуна и наблюдали, что происходит в области мозга, ответственной за регистрацию таких прикосновений и движений. Что изменилось в мозге в зависимости от того, могут ли грызуны еще ощущать прикосновение или нет?

Новый тип нейронов

В отличие от предыдущих исследований, ученые не только вывели среднюю активность всех нейронов в этой области мозга. Они также смотрели на отдельные клетки мозга с помощью имплантированных электродов и, таким образом, были в состоянии обнаружить отклонения, которые в противном случае легко упускаются из виду.

Оценки показали, что некоторые из нейронов, наблюдаемых исследователями, изменили свою активность, как и ожидалось, в ответ на тактильные раздражители. Но Шин и Мур также обнаружили подтип клеток мозга, которые, по-видимому, не реагируют на эти сенсорные сигналы.

Ровный и синхронный

Вместо этого этот подвид так называемых «почти пиковых интернейронов» срабатывал непрерывно и равномерно в интервале, типичном для гамма-волн - независимо от того, какие стимулы фактически передавались в мозг. Интересно, что активность всех нейронов этого подтипа также была удивительно синхронной. Могут ли это быть долгожданные нейроны метронома?

Дальнейшие исследования показали, что этот недавно обнаруженный тип клеток на самом деле играет важную роль в восприятии мышей. Чем ровнее нейроны тикают, тем лучше грызуны могут чувствовать даже легкие прикосновения. Ученые сообщают, что, устанавливая темп в мозге, нейроны метронома улучшают сенсорное восприятие животных.

Роль для оптимального общения

Дальнейшие исследования теперь покажут, встречаются ли такие часы в других областях мозга, и есть ли у людей этот конкретный подтип нейрона. Если предположение о том, что недавно обнаруженные клетки имеют важное значение для оптимальной коммуникации в головном мозге, подтвердится, это также может привести к новому пониманию ряда клинических картин.

По словам исследователей, клетки мозга из группы «почти пиковых интернейронов» уже связаны с такими расстройствами, как аутизм, шизофрения и СДВГ. По их мнению, вполне возможно, что изменения в нейронах метронома также могут играть роль в этом контексте. Прежде всего, необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять, как работает этот новый подтип клеток мозга.