Исследователи из Йельского университета открыли молекулярный механизм роста и изменения системы связей между нейронами нервной системы. Ученые исследовали изменение связей в мозге мушки дрозофилы на стадии перехода из эмбриона в личинку, когда нервная система только развивается. Исследователям удалось заснять весь процесс ветвления нейронов и показать, что процесс зависит исключительно от случайных колебаний кончиков дендритов.
Наша нервная система состоит из примерно 100 миллиардов нейронов, которые взаимодействуют друг с другом через свои аксоны и дендриты. Когда мозг развивается, дендриты разветвляются красивым, но малопонятным образом. Но именно эти разветвления позволяют нервным клеткам формировать связи и отправлять сообщения по всему телу.
Исследователи из Йельского университета открыли молекулярный механизм роста и изменения системы связи между нейронами нервной системы.
«Нейроны — это сильно разветвленные клетки, и каждый нейрон образует связи с тысячами других, — говорит Джо Ховард, профессор молекулярной биофизики и биохимии, ведущий автор исследования, — Процесс формирования веток лежит в основе всей нервной системы».
Команда изучала рост сенсорных нейронов у плодовых мушек, когда они превращались из эмбрионов в личинок. Чтобы визуализировать этот процесс, ученые пометили нейроны флуоресцентными маркерами. Поскольку сенсорные нейроны находятся в самом верхнем слое мозга, исследователи смогли наблюдать этот процесс в реальном времени.
После визуализации нейронов на разных стадиях развития команда смонтировала видео их роста.
Как растут нейроны
На самых ранних стадиях у сенсорных нейронов было только 2-3 дендрита. Но всего за пять дней они превратились в большие древовидные структуры с тысячами ветвей.
«Мы обнаружили, что можем полностью объяснить появление связей нейронов, ограничившись только описанием поведения кончиков дендритов. Этого оказалось достаточно», — говорит Сабьясачи Сутрадхар, соавтор исследования.
В живых организмах существует целый мир разветвлений, от вен и артерий кровеносной системы до бронхиол легких. Ученые надеются, что лучшее понимание ветвления на клеточном уровне прольет свет и на эти процессы в тканях живых организмов.