Острота ощущений зависит от ориентации нейронных отростков

У разных животных по-разному работают и сенсорные системы: у летучих мышей, например, особенно хорошо развит слух, у некоторых хищников — зрение, у грызунов — осязание, поскольку им приходится буквально ощупывать окружающий мир вибриссами. Очевидно, такая специализированная сенсорная настройка должна отражаться на устройстве мозга, и исследователям из японского Института физико-химических исследований RIKEN удалось выяснить, какой молекулярно-клеточный механизм за этим стоит.

У нейронов есть два типа отростков: аксон, который передаёт сигнал от нейрона на клетку-приёмник, и дендриты, собирающие импульсы с соседних клеток. Дендритов у одного нейрона может быть много, они сильно ветвятся и образуют что-то вроде дерева. Но у одних нейронов они и впрямь выглядят как дерево, группируясь на одной стороне клетки, а у других, наоборот, распределяются по клетке, делая её похожей на морскую звезду.

Как пишут в журнале Science Томоми Сигомори (Tomomi Shimogori) и её коллеги, ориентация дендритов на теле нервной клетки определяется в первые дни жизни и зависит от потока информации, который приходит к нейрону. Грубо говоря, когда нейрон понимает, чем ему придётся заниматься, он избавляется от лишних дендритов, оставляя лишь те, что лежат на пути основного сигнала — например, осязательного.

Пытаясь найти гены, управляющие этим процессом, исследователи обнаружили ген BTBD3, который у мышей был активен исключительно в соматосенсорной коре, в том её участке, который принимал сигналы от вибриссов. Если BTBD3 не работал, то исчезала и ориентация дендритов, они равномерно распределялись по телу клетки, даром что нейрон по-прежнему принимал осязательные сигналы. Если же BTBD3 активировали в зрительной коре мышей, где он обычно не функционален, местные нейроны приобретали дендритную ориентацию, которой у них обычно опять же нет.

Исследователи пока не проверяли, как обстоят дела с соматосенсорной чувствительностью у мышей с выключенным геном BTBD3, но намерены сделать это в ближайшем будущем. Кроме того, авторы работы полагают, что в такой настройке проводящих путей участвует вовсе не один-единственный белок и что похожие процессы могут происходить с дендритами клеток, вовлечённых в самые разные нейронные сети — голосовые, двигательные и т. д.

Подготовлено по материалам RIKEN. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.