Учёные из Университета Каназавы нашли ген, отвечающий за правильность формирования извилин коры головного мозга, и область расположения нейронов, которые отвечают за этот процесс.
Исследование, опубликованное в Cell Reports, провели на хорьках, что позволило обойти проблему, по которой для этой работы невозможно использовать мозг традиционного подопытного животного – мыши, ведь у мышей он гладкий.
Кора головного мозга обеспечивает нам всю высшую нервную деятельность. У людей и некоторых млекопитающих кора имеет множество складок – извилинам. Их приобретение в процессе эволюции дало возможность поместить намного большее количество нейронов в тот же объём черепной коробки, и, таким образом, достигнуть большего разнообразия функций мозга.
Как мы ранее писали, в других исследованиях уже показали, что возникновение извилин – механический процесс, обусловленный обменом сигналами между нейронами в первые полгода внутриутробного развития человека. Там, где сигналы интенсивнее, образуется больше связей, натяжение между аксонами сильнее, и формируются складки.
Учёным из Каназавы удалось выяснить, где находятся нейроны, которые играют основополагающую роль этом процессе. Из результатов исследования следует, что это нервные клетки, которые находятся в верхнем слое коры головного мозга. Ранее никому не удавалось выделить конкретную область, так что это можно считать существенным прорывом.
Кроме того, объединив метод направленного редактирования генома CRISPR-Cas9 и особой техники введения гена, разработанной японскими учеными непосредственно для манипуляций с генами коры головного мозга хорьков, учёные смогли «вырезать» ген Cdk5 из нейронов верхнего слоя коры. В этом случае нормальное развитие извилин нарушалось. Помимо всего этот ген сцеплен с рядом органических и нейродегенеративных заболеваний мозга, а также эпилепсией.
Исследователи надеются, что их работа проложит путь к новым данным об эволюции мозга. Кроме того, возможно, получится изучить патогенез и этиологию различных заболеваний, вызванных или сопровождающихся нарушениями в строении извилин. Например, натяжение внутри коры снижается с возрастом, а также при нейродегенеративных заболеваниях типа болезни Альцгеймера.
Текст: Полина Гершберг