Нейроны человека и мыши
Наконец нашу статью про человеческие нейроны приняли и опубликовали! Это, пожалуй, самая крутая статья в которой мне удалось поучаствовать "второй скрипкой". На картинке нейроны мыши и человека, именно про них мы узнали что-то новое.
Известно, что мозг человека и других млекопитающих очень похож. Именно это позволяет нам, изучая мозг других животных, понять что-то про свой собственный. В частности кора мозга, которая появилась позже всего в течение эволюции очень похожа у всех млекопитающих. Именно она отвечает за множество психических функций, которыми мы обладаем.
Но если кора у нас и мышек устроена одинаково, почему же мышки не играют на скрипке и не делают научные открытия, а на люди на это способны хотя бы иногда? Иными словами, что делает нас особенными по сравнению с другими млекопитающими?
Довольно давно стало понятно, что это очень сложный вопрос, который имеет много ответов. На один из них мы постарались ответить в нашей работе в институте Аллана. Объем мозга человека и площадь коры увеличивалась очень быстро в ходе эволюции. За последние 125 миллионов лет кора мозга человека стала больше примерно в 1000 раз по сравнению с мышиной. Логично, что человеческие должны были адаптироваться к таким быстрым изменением на эволюционном масштабе времени. К сожалению, мы не можем отправиться в прошлое и сравнить мозг предков человека и мыши, но мы можем сравнить мозг мыши и человека сейчас, учитывая сколько времени прошло.
Чтобы не сравнивать яблоки с апельсинами, мы рассмотрели свойства самых часто встречающихся нейронов коры - пирамидных клеток 2/3 слоя. Именно в этот слой самый толстый в коре человека по сравнению с мышиной в соответствующем масштабе. Мы обнаружили, что в мембране человеческих нейронов есть много специального тока, который называется h-ток. За него отвечают HCN каналы.
Такой ток есть во многих клетках нервной системы, но именно в человеческих нейронах его особенно много в нейронах 2-3 слоя коры. Мы это узнали, изучив физиологические свойства нейронов, а также уровень экспрессии генов, ответственных за h-ток. С одной стороны этот ток делает нейроны немного более похожими на осциллятор. Именно благодаря ему нейрон может генерировать долгие колебания потенциала в ответ вход, который она получает от своих соседей.
Помимо этого оказалось, что этот ток может помочь нейронам передавать осцилляции тета-диапазона (4-10 Гц) от дендритов к соме, где происходит генерация нервных импульсов. А также, наличие, h-тока в нейронах может ускорить проведение нервных импульсов. Это особенно важно для больших нейронов, таких как нейроны человека. С одной стороны большой нейрон может связаться с большим числом других нейронов, что может помогать более эффективно проводить информацию в сети. С другой стороны, чем больше нейрон, тем он медленнее, потому что информация по нему будет распространяться дольше. Возможно, наличие большого количества h-тока в нейронах человека позволило проводить информацию быстрее не смотря на их большой размер.
Сравнивая нейроны человека и других животных, мы надеемся постепенно понять что именно делает мозг человека особенным. Возможно, разница между мозгом человека и мыши такая же как между игровой приставкой и суперкомпьютером. Оба они построены на микропроцессорах, но суперкомпьютер обладает гораздо большей производительностью за счет более быстрых элементов и большего их количества.
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(18)30900-0
https://www.biorxiv.org/content/early/2018/05/02/312298
#нейротоля
