До недавнего времени считалось, что особая область мозга — базальные ганглии — играет роль своеобразного тормоза. Она якобы постоянно подавляет ненужные движения, а когда нужно что-то сделать, «отпускает тормоз» и позволяет действовать.
Однако теперь стало ясно, что нейроны в глубине мозга работают как сверхточная система сигналов, которая не просто разрешает или запрещает движение, а тщательно регулирует его по времени, словно светофор на перекрестке. Результаты исследования ученых из Базельского университета и Института Фридриха Мишера опубликованы в журнале Nature.
Ключевым игроком в этой системе оказалась так называемая Substantia Nigra pars reticulata (SNr) — важнейший «узел связи» базальных ганглиев. Когда мыши в эксперименте протягивали лапку за кормом, нейроны SNr реагировали по-разному в зависимости от фазы движения. Одни замедляли свою активность, когда лапка тянулась вперед, другие — когда она хватала корм. Каждый нейрон проявлял уникальный «паттерн» активации, словно индивидуальный пульт управления для конкретной задачи. Это значит, что даже простое движение состоит из множества микрокоманд, каждая из которых точно регулируется мозгом.
Более того, ученые использовали оптогенетику — метод, позволяющий включать и выключать нейроны с помощью света. Они показали, что активация определенных нейронов SNr может полностью остановить движение мыши. Это убедительное доказательство того, что SNr не просто позволяет двигаться, но и активно подавляет лишние движения, обеспечивая нужную последовательность действий.
Особенно важно, что такие тонкие механизмы играют ключевую роль в понимании заболеваний, таких как болезнь Паркинсона. При этой болезни система регулирования нарушается, и пациенты сталкиваются с проблемами запуска движений. В будущем исследователи надеются научиться восстанавливать нарушенные сигналы, чтобы помочь людям с неврологическими расстройствами вернуть контроль над своими движениями.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые раскрыли тайну огромной емкости памяти человеческого мозга.