Нейробіологи створили синтетичний мозок, щоб відшукати спосіб лікування хвороб Альцгеймера і Паркінсона

Будь-яка життєдіяльність людини (дихання, биття серця і т.д.) наповнена повторюваними діями, які залежать від ритмічних нейронів. Однак нервова система, що лежить в основі таких, здавалося б, звичайних процесів, повністю не вивчена і нейробіологи сподіваються, що її дослідження можуть привести до нових методів лікування таких недуг, як хвороба Паркінсона, Альцгеймера і аутизму.
Вчені з Інституту Солка використовували стовбурові клітини для створення різних мереж автономних систем спинного мозку у вигляді циркуітоідов, щоб вивчити цей ритмічний малюнок в нейронах. Робота показує, що деякі з циркуітоідов без зовнішніх впливів демонструють спонтанну, узгоджену ритмічну активність, яка є основою повторюваних рухів.
Спостереження за тим, як великі групи нейронів (буквально мільярди, якщо не трильйони з'єднань) приймають інформацію і обробляють її - є неймовірно складним заняттям, але вчені розраховують, що розвиток такого роду простих схем дозволить їм усвідомити деякі принципи реальних схем роботи мозку. Маючи в своєму розпорядженні таку інформацію, вони зможуть почати розуміти, які збої викликають хворобу.
Нервові клітини в мозку і спинному мозку з'єднуються один з одним подібно електронних схем. Нервова система містить величезну кількість нейронів, часто в мережах з багатьма сотнями тисяч клітин. Для моделювання цих складних нейронних ланцюгів, в лабораторії з ембріональних стовбурових клітин у мишей були вирощені скупчення нейронів спинного мозку, який вчені назвали циркуітоідамі. Кожен циркуітоід зазвичай містить 50000 клітин в утвореннях чималих, щоб побачити їх неозброєним оком, і з різними коефіцієнтами нейрональних підтипів.
Використовуючи молекулярні інструменти, дослідники позначили чотири основних підтипи як збуджуючих (створюють електричний сигнал), так і пригнічують (що зупиняють електричний сигнал) нейронів, життєво необхідних для руху, які називаються V1, V2a, V3 і рухові нейрони. Спостерігаючи за клітинами в циркуітоідах в режимі реального часу, використовуючи високотехнологічну мікроскопію, дослідники виявили, що циркуітоід складається тільки з V2a або V3 збуджуючих нейронів, або нервових рухових нейронів (які контролюють м'язи) мимовільно створюючи ритм, і що ціркуітоіди не містять пригнічують нейронів. Додавання пригнічують нейронів в різні комбінації збуджуючих нейронів - або прискорювало темп ритму, або спричинило утворення нових підмереж нейронів в ціркуітоідах.
Ці результати дозволяють припустити, що зміни співвідношень збуджуючих і пригнічують нейронів в мережі можуть створювати складні, але гнучкі схеми, що регулюють ритмічну діяльність. За допомогою простих циркуітоідов можна виявити основу складних нейронних елементів управління, які призводять до набагато більш складним типам поведінки.

Теги:

Комментарии - 0

Добавить комментарий

ПОСЛЕДНИЕ