Как мозжечок фильтрует сенсорную информацию

В клетках мозжечка найдены ионные каналы, выполняющие функцию информационного фильтра: они пропускают только важные нервные импульсы, на которые действительно нужно реагировать.

Мозжечок управляет нашими движениями, опираясь на сенсорную информацию: мы видим кружку и тянемся к ней рукой; мы слышим громкий звук и поворачиваемся в ту сторону, откуда он донёсся. Эти сигналы приходят к нему через клетки Пуркинье: с помощью сильно разветвлённой сети дендритов они собирают сенсорную информацию от других нервных цепей и передают её через аксон вглубь мозжечка.

Но ведь мы ежесекундно получаем великое множество сенсорных данных, мы постоянно что-то видим, слышим, осязаем, обоняем и пробуем на вкус. И при этом не дёргаемся в ответ на каждый сенсорный импульс. То есть это значит, что в мозжечке есть некий фильтр, который позволяет отсеивать значащие сигналы от незначащих.

Исследователям из Университета Калгари (Канада) удалось выяснить природу этого фильтра. Оказалось, что в клетки Пуркинье встроены ионные каналы КСа3.1, которых, как полагали, у клеток Пуркинье нет вообще.

Калий-кальциевые каналы КСа3.1 известны давно, но лишь по нейронам периферической нервной системы. В центральной нервной системе этот вид ионных каналов до сих пор не наблюдался. По словам учёных, им пришлось целенаправленно заняться поисками белков КСа3.1 в клетках мозжечка, так как без них объяснить фильтрацию информации не получалось. Суть их работы в том, что они разрешают клетке провести нервный импульс только тогда, когда клетка получила не менее 3–4 примерно одинаковых сигналов. На клетку Пуркинье приходят сотни тысяч сенсорных импульсов, но бóльшая часть из них разнородна. Если же попадается серия одинаковых, ионный канал КСа3.1 даёт «зелёный свет». Такие импульсы изменяют концентрацию кальция в клетке, что и является для КСа3.1 сигналом для пропуска импульса дальше в мозжечок.

Результаты работы исследователи представили в журнале PNAS. По их мнению, эти же самые ионные каналы, работающие как информационные фильтры, могут обнаружиться и в других отделах мозга.

Подготовлено по материалам Университета Калгари.