Сотрудники Массачусетского технологического института и Массачусетской больницы общего профиля в Бостоне выяснили, что человеческие нейроны обращаются с данными совсем не так, как нейроны крыс.
Исследователи зарегистрировали электрическую активность различных участков клеток коры больших полушарий человека и крысы. Они выяснили, что различия в размерах одного из типов отростков таких нейронов существенно влияют на процессы обработки информации в них.
Кора больших полушарий головного мозга — высший центр обработки информации у млекопитающих. Ее работа обеспечивает мышление и сознание. Кора состоит из нескольких слоев клеток, и в пределах одного слоя они имеют сходные пропорции и функции.
Один из наиболее важных слоев — пятый. Нейроны с телами пирамидальной формы, находящиеся в нем (их так и называют — пирамидные нейроны), получают сигналы из разных источников и на их основании сами генерируют электрические импульсы. Те, в свою очередь, используются для управления остальными элементами нервной системы.
У любого нейрона есть отростки для приема сигналов — дендриты и отросток для передачи результирующего сигнала следующим клеткам в цепочке — аксон. Пирамидные нейроны имеют множество дендритов и выростов на них, повышающих число источников, от которых клетка потенциально может принять сигнал.
Исследователи сравнили число, длину и форму дендритов у пирамидных клеток пятого слоя коры больших полушарий крыс и человека. Они оценили плотность ионных каналов на них (от нее зависит, сигналы какой силы могут воспринимать дендриты), а также записали электрические импульсы, возникающие в таких дендритах и телах соответствующих нейронов в ответ на различные воздействия со стороны других клеток коры больших полушарий.
Авторы работы выяснили, что дендриты пирамидных нейронов пятого слоя коры у человека длиннее, чем у крысы. При этом плотность ионных каналов на них ниже. Соответственно, человеческому пирамидному нейрону в среднем нужно собрать дендритами больше сигналов от других клеток, чтобы в его теле возник заметный электрический импульс.
Пока не понятно, как именно это отражается на обработке информации «пирамидами» человека, но уже ясно, что ее закономерности у людей и крыс отличаются.
Результаты работы важны и в теоретическом, и в практическом плане. Они показывают, что часть данных о механизмах обработки информации в мозге, полученных в экспериментах на нейронах мышей и крыс, может быть неверна в отношении Homo sapiens.
Научная статья опубликована в журнале Cell.
