Ученые рассказали о новом механизме передачи сигнала в мозге
Американские исследователи обнаружили ранее неизвестный способ передачи импульсов между нейронами. По их словам, этот процесс может происходить за счет слабых электрических полей, пишут ученые в The Journal of Neuroscience.
В ряде предыдущих исследований в гиппокампе были зарегистрированы необычные медленные мозговые волны, соответствующие распространению сигнала с постоянной скоростью около 0,1 метра в секунду, не изменяющейся при различных воздействиях. Эксперименты показали, что подобные волны не могут быть обусловлены такими известными видами нейрональной передачи как синаптические контакты, щелевидные соединения (нексусы), диффузия ионов и аксональное проведение.
Сотрудники Университета Case Western сочли, что единственным объяснением этого феномена может быть эффект слабого электрического поля. Свою идею они проверили с помощью компьютерной симуляции, а также изучая электрическую активность гиппокампа мыши.
Оба эксперимента подтвердили, что передача импульсов между нейронами возможна под действием электрического поля небольшой амплитуды (примерно 2—6 милливольт на миллиметр). Несмотря на малую амплитуду, такое поле, появляющееся в одной клетке или их группе, способно активировать нейроны, находящиеся в непосредственной близости, которые, в свою очередь передают импульс своим соседям. Распространение такого импульса идет с постоянной скоростью около 0,1 метра в секунду, что полностью соответствует результатам наблюдений.
Дополнительным подтверждением реалистичности этого механизма стало то, что как блокирование эндогенного электрического поля в мышином гиппокампе, так и увеличение расстояния между клетками in silico и in vitro замедляли распространение импульсов.
Исследователи сообщили о намерении выяснить роль эндогенных электрических полей в нормальном функционировании мозга и в развитии эпилепсии.
Гиппокамп — это подкорковая структура мозга, отвечающая за ориентацию в пространстве и формирование долгосрочной памяти из кратковременной.
Олег Лищук
В чем особенность исследований Blue Sky
Бывает, что ученые не представляют, каким будет конечный результат их работы и найдет ли она в обозримом будущем практическое применение. Высокорисковые исследования принято называть Blue Sky Science, или «наукой голубого неба». В 2022 году в России прошел первый конкурс «Blue Sky Research — Искусственный интеллект в науке», в котором участвовали исключительно такие проекты. А до 27 февраля 2023 года идет прием заявок на участие в конкурсе 2023 года, посвященном исследованиям на стыке искусственного интеллекта и АПК, пищевых технологий. Ко Дню российской науки, который отмечается в России 8 февраля, мы поговорили с молодыми учеными — финалистами первого конкурса. Рассказываем про их проекты, интересы и науку уровня Blue Sky.