Исследователи,опубликовавшиесвою работу в журнале Neuron, определили особенность взаимосвязей нейронов в коре, опровергающую распространенное мнение о том, что нейроны, которые реагируют на сигнал синхронно, должны быть объединены. Работа наглядно демонстрирует, что связи между нервными клетками устанавливаются редко, если стимулы в дальнейшем идут в разные области мозга, несмотря на одинаковые раздражители.
Первичные зрительные кортикальные нейроны, образующие связи с антеролатеральной областью (AL). Credit: Mean-Hwan Kim et al.
Исследователи из Sainsbury Wellcome Centre изучали связи между различными типами возбуждающих нейронов у мышей в первичной зрительной коре (V1), которые проецируются дальше на две области: антеролатеральную (AL) или заднемедиальную (PM).
Ученые обнаружили, что клетки с одной и той же конечной мишенью (например, AL-нейроны) соединяются друг с другом, но редко образуют связи с их соседями по PM-проекции.
Предыдущая работа из лаборатории Mrsic-Flogelпоказала, что можно увидеть соединенные клетки в зрительной коре, просматривая их реакцию в ответ на стимулы. Часто клетки, которые активны в одно и то же время и реагируют на одинаковые типы визуальных стимулов, связаны друг с другом. Однако, это условие не выполняется для AL-и PM-проецирующихся клеток, которые функционально очень похожи, но почему-то «избегают» установления связей друг с другом. Ученые предлагают, что этот механизм препятствует образованию перекрестных помех.
Правила, по которым нейроны в новой коре выбирают своих синаптических партнеров, до конца не поняты. В сенсорной коре «смешавшиеся» нейроны образуют две совершенно разные цепочки и ретранслируют их дальше в разные области. Как нейроны понимают с какими клетками им необходимо соединиться?
«Поток информации в мозге определяется тем, где отдельные нейроны получают сигнал и куда отправляют его в дальнейшем, — говорит Петр Знаменский (Petr Znamenskiy), соавтор статьи, — Чтобы понять механизм всех расчетов, происходящих в мозге, нам нужно знать, как клетки понимают, с какими нейронами необходимо образовать контакт».
Благодаря дальнейшему исследованию молекулярных механизмов образования синаптических контактов исследователи надеются объяснить процессы, управляющие проведением сигналов в головном мозге.
Текст: Анастасия Тихомирова
Segregated Subnetworks of Intracortical Projection Neurons in Primary Visual Cortex by Mean-Hwan Kim, Petr Znamenskiy, Maria Florencia Iacaruso, and Thomas D. Mrsic-Flogel in Neuron. Published November 8 2018.
doi:10.1016/j.neuron.2018.10.023