Ученых всегда интересовала работа мозга, причем не только человека, но и животных. Особо загадочным был мозг рыб, поэтому группа исследователей решила изучить самые большие клетки мозга рыб, чтобы определить их функции. И результаты получились удивительными.
Типы больших нервных клеток
Мозг большинства видов рыб и амфибий содержит два типа заметно больших нервных клеток. Это самые крупные клетки в мозге животных. Они называются ячейками Маутнера и отвечают за бегство животного при приближении хищников. Биологи из Университета Байройта показали, что эти клетки обладают уникальными функциями, необходимыми для выживания, потеря которых не может быть компенсирована другими нервными клетками. Кроме того, они обнаружили, что клетки Маутнера остаются функциональными в течение длительного времени без их клеточных тел (сома). Исследователи опубликовали свои выводы в журнале «Известия Национальной академии наук».
Иерархическая зависимость нервной системы
Новые результаты противоречат широко распространенному мнению, что жизненно важные функции нервной системы не зависят от отдельных клеток, специально «оборудованных» для этой цели. «Уже несколько лет в биологии существует тенденция полагать, что в нервной системе животных существуют только слаборазвитые иерархии. Поэтому можно предположить, что какие-то жизненно важные функции по крайней мере частично поглощены другими областями нервной системы в случае выхода из строя нервных клеток, которые в первую очередь отвечают за данную функцию. Однако клетки Маутнера у рыб и амфибий являются примерами сильной иерархической зависимости. В наших экспериментах мы смогли показать, что потеря этих клеток ведет к пожизненному отказу от побочных рефлексов, которые они контролируют, и они никогда не будут компенсированы», - объясняет физиолог из Байройта профессор доктор Стефан Шустер, который руководил исследованиями.
Эту центральную функцию ячеек Маутнера долго не понимали. Считалось, что клетка Маутнера была приговорена к смерти без тела клетки, сомы, и поэтому была нефункциональна. Это предположение привело к неправильной интерпретации экспериментов, в которых были удалены соматические клетки Маутнера. Здесь быстрое бегство все еще присутствовало, и это было ошибочно объяснено другими нервными клетками, компенсирующими предполагаемый отказ клеток Маутнера. Но на самом деле, как теперь показали исследователи Байройта, клетки Маутнера чрезвычайно прочны. Структура, которая имеет решающее значение для передачи возбуждения в такой клетке, аксон, способна передавать сигналы нервной системе и запускать рефлекторные движения даже после удаления тела клетки.
«Это наблюдение на самом деле не удивительно, учитывая центральное значение клеток Маутнера. Именно благодаря их уникальной функции эволюция обеспечила их способность выполнять важные задачи даже после относительно серьезного повреждения тела клетки», - говорит Александр Хеккер, первый автор нового исследования. С помощью высокоточных экспериментов на личинках рыб, которые не привели к их гибели, он смог продемонстрировать необычную прочность этих нервных клеток.
Результаты исследований
«Наши результаты показывают, что клетки Маутнера заслуживают большего внимания в биомедицине. В частности, структуры и механизмы, которые поддерживают важные функции в этих нервных клетках даже после серьезного повреждения их клеточного тела, должны быть изучены как можно более подробно. Это может стать ценной отправной точкой для исследований, которые сосредоточены на поддержании и регенерации поврежденных нервных клеток", - добавил Шустер.
Возможно, такие открытия помогут ученым хотя бы немного приблизиться к пониманию работы человеческого мозга.
