Самостоятельные дендриты

Недавно мы писали, как новые методы детекции электрической активности нейронов позволили расширить функции мозжечка. В новом исследовании новые методы используются шире – чтобы пересмотреть в целом в какой части нейрона возникает (или не возникает) возбуждение.

Нейроны — клетки, очень растянутые в пространстве. Они состоят из тела нейрона и его отростков — дендритов (которые передают возбуждения к телу нейрона) и аксонов (передают электрический потенциал от тела нейрона). Дендриты могут тянутся на расстояние до тысячи микрон, тогда как само тело нейрона очень небольшое — около десяти микрон. Классическая теория возбуждения нейрона предполагает, что дендриты — это довольно пассивные участники в передачи электрического сигнала. Они служат связующим звеном между нейронами и передают информацию от синапса к телу нейрона, который в свою очередь интегрирует информацию полученную и от других дендритов и решает, что передавать по аксону к следующему синапсу.

Эта теория строится на изучении поведении дендритов нейронов в «пробирке» — нейронов, выращенных на культуральных планшетах. При таких исследованиях обычно в сам дендрит вставляется электрод, что позволяет измерить изменения потенциала. Что происходит с дендритами в живом организме проверить с помощью этого метода невозможно — животное будет двигаться, электрод сместится, а это приведет к повреждению и отмиранию дендрита.

В нынешнем исследовании ученые использовали тетрод, специальный вид электродов, который измеряет изменение напряжения на расстоянии, без проникновения в дендрит. Естественно, если разместить этот тетрод у головы животного, то измерение активности отдельных нейронов, не говоря уже о дендритах, получить не получится. Необходимо с ювелирной точностью внедрить тетрод к отдельных дедритам хирургическим путем. При этом действовать надо быстро — тетроды вызывают иммунную реакцию, и соответственно быстро обволакиваются глией, делая измерения невозможными.

Всё же, героическими усилиями группа из Университета Калифорнии Лос-Анжелес смогла получить измерения поведения отдельных дендритов у мышей на протяжении четырех дней. Удивительным образом они зафиксировали, что дендриты возбуждались чаще, чем тела нейронов, с которыми они связывались: частота возбуждения дендритов была в 5 раз выше во сне и в 10 раз выше при бодрствовании чем частота возбуждения тел нейронов. Логичное объяснение этому — это то, что дендриты не пассивны, а могут сами генерировать возбуждение.

Этот вывод приглашает как к глобальному пересмотру учебников нейробиологии, так и повсеместному пересчету многих данных о функционировании нейронов — очевидно, в формулах нужно ввести новую переменную: самостоятельное возбуждение дендритов.

Даша Овсянникова