Американские исследователи выяснили, что система GPS в нашем мозге – клетки места, за которые в 2014 году вручили Нобелевскую премию по физиологии или медицине, выполняют несколько иную функцию, нежели просто кодируют положение тела в пространстве.
Оказалось, они «прописывают» траекторию движения – по их активности можно предсказать, где тело окажется «в будущем». Подробности работы опубликованы в журнале Science.
Клетки места в гиппокампе открыли еще в 80-х годах прошлого столетия, и все это время считалось, что они формируют некую систему координат в нашем мозге, в которую помещается наше тело. Благодаря этой системе мы можем понимать, где находимся в данный конкретный момент и, например, мысленно визуализировать, что через дорогу находится продуктовый магазин, а в двух кварталах направо начинается парк. Хотя основные открытия были сделаны в конце XX века, за мозговую GPS дали Нобелевскую премию по физиологии или медицине только в 2014 году.
Тем не менее последнее исследование ученых из Университета Калифорнии в Беркли показывает, что, возможно, все несколько не так, как представляли себе нейробиологи на протяжении нескольких десятков лет. Оказалось, что если изучать то, как работают клетки места быстродвигающихся животных, то можно обнаружить, что корреляция между их активностью и положением тела в пространстве почти отсутствует.
К такому выводу пришли исследователи, наблюдая за мозгом свободно передвигающихся летучих мышей, которые способны развивать скорость до 50 км/ч, не в пример гораздо более медленных крыс – основных модельных организмов для изучения GPS мозга. Авторы работы воспользовались беспроводной инвазивной системой слежения за активностью клеток места в гиппокампе, пока животные свободно передвигались по помещению. Установленные в нем камеры непрерывно отслеживали перемещение летучих мышей. Информация синтезировалась и анализировалась при помощи компьютерного алгоритма.
Ученые не нашли никакой связи между текущим положением мышей в пространстве и активностью их клеток места, зато обнаружили сильную корреляцию их работы с положением тела «в будущем», то есть в следующий момент времени, через секунду. Таким образом, стало ясно, что клетки места в большей степени отвечают за кодирование траектории движения.
Тем не менее непонятно пока, подобные механизмы относятся лишь к быстро двигающимся животным или вообще ко всем. Это предстоит выяснить. Но ясно то, что эта особенность работы гиппокампа может пролить свет на природу некоторых нарушений при нейродегенеративных заболеваниях, в частности, при болезни Альцгеймера.
Текст: Анна Хоружая