Набор нейронов, который действует очень быстро, когда крысы бегут, и замедляется, когда они бездельничают, был обнаружен в мозге у крыс и получил название «нейронный спидометр».

Такого рода клетки являются компонентом сложной навигационной системы мозга, которая помогает млекопитающим понять, где они находятся в данный момент и где были до этого. Эти нейроны были обнаружены в рамках семилетнего проекта лаборатории Эдварда (Edvard Moser) и Мэй-Бритт Мозеров (May-Britt Moser) при Норвежском университете науки и технологии в Тронхейме. В прошлом году Мозеры получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за открытие другой фундаментальной части мозговой системы – сети GPS-клеток, которые позволяют млекопитающим определять свою позицию в пространстве.

Неврологи обнаружили и другие связанные с навигацией клетки: во-первых, «клетки места», которые активизируются, когда животное находится в определённом месте, а позже – и другие нейроны, которые реагируют в ответ на изменение положения тела или даже направления взгляда (такие клетки были описаны ещё в 1970-х годах Джоном О’Кифом (John O’Keefe) из университетского колледжа в Лондоне, который разделил Нобелевскую премию с Мозерами). Совокупная информация из всех этих клеток помогает мозгу создавать внутреннюю «карту» месторасположения. Однако клетки скорости требуют обновления этой карты в режиме реального времени.

Мозеры и их команда имплантировали электроды в мозг 26 крыс, поместив их в и вокруг структуры, называемой энторинальная область. Электроды были достаточно чувствительными, чтобы получать сигналы от отдельных нейронов.

Крысы были обучены работать в устройстве, напоминающем автомобиль без дна (как у мультипликационного персонажа Фреда Флинстоуна). Крыса в таком устройстве устанавливалась на рельсах и шагала четыре метра со скоростью, которую задавали экспериментаторы. При этом животное знало, что в конце пути его ждёт вознаграждение в виде шоколадных крошек, так что добровольно двигалось к цели с фиксированной скоростью в то время, как учёные записывали показатели с электродов. Чтобы убедиться, что нейроны реагировали на скорость в отсутствие физических ограничений, учёные также записывали данные в то время, как грызуны бегали по открытому пространству в поисках удовольствий. В перерывах между испытательными сессиями животные отдыхали в небольших цветочных горшках.

Всего исследователи провели больше двух тысяч сессий, при этом они зафиксировали деятельность в общей сложности 2497 клеток в энторинальной коре головного мозга. Было обнаружено, что 15% из этих клеток были клетками скорости: они работали быстрее или медленнее в зависимости от скорости крыс, независимо, в каком направлении бежали грызуны и был ли в помещении свет или же оно было погружено в полумрак. Учёные смогли точно декодировать сигнал скорость от шести нейронов.

«Раньше мы наблюдали слабые сигналы скорости в мозге, однако этот новый класс клеток показал ясный и мощный сигнал, – говорят учёные. – Скорее всего, нейронные системы навигации довольно похожи у всех млекопитающих, однако будет очень сложно выявить аналогичные клетки скорости у человека».

«Мы приближаемся к полному пониманию работы навигационной системы человека, – продолжает Эдвард Мозер. – Вполне возможно, что существует ряд других, ещё не открытых, но крайне важных типов клеток, в частности, тех, что обеспечивают взаимодействие между всеми различными навигационными клетками. Следующим шагом мы планируем изучить, как различные типы клеток работают вместе, чтобы позволить животному чувствовать своё положение и ориентироваться на местности».

http://www.vesti.ru/