Разгадана тайна загадочного "голубого места» в мозге"

Ученые из Института Аллена создали подробную карту "голубого места" (locus coeruleus) - небольшого скопления нейронов в мозге, управляющего реакцией на стресс. Результаты масштабного исследования, опубликованного в журнале Nature, опровергли устоявшиеся теории о механизме работы этого участка и раскрыли структуру самой длинной нервной клетки.

Долгое время нейробиологи полагали, что этот крошечный участок работает как единый громкоговоритель, одновременно рассылая сигналы норадреналина - нейромедиатора, запускающего реакцию на стресс и влияющего на внимание, во все отделы мозга. Однако авторы статьи применили методы визуализации, генетические инструменты и поведенческие эксперименты на мышах, доказав, что система действует как целенаправленная почтовая сеть. Клетки из верхней части кластера посылают импульсы в кору головного мозга, отвечая за процессы обучения при принятии решений. В то же время нейроны из нижней зоны коммуницируют со стволом и спинным мозгом, контролируя общую вовлеченность животного в происходящее.

В ходе точного картирования органа, включавшего сканирование почти 35 тысяч нейронов, ученые обнаружили уникальные физические характеристики этих клеток. Выяснилось, что средняя длина их аксонов - длинных отростков, передающих электрические сигналы, - составляет около 35 сантиметров. Но один из отростков достиг невероятных 70,32 сантиметра, что сделало его самой длинной одиночной нервной клеткой, когда-либо измеренной у мыши. Этот гигантский отросток снабжает норадреналином огромные участки коры, выборочно игнорируя мозжечок и другие зоны.

"Эта клетка снабжает норадреналином очень большой объем коры головного мозга, что для органа крайне нетипично. Большинство нейронов более специфичны в выборе своих целей", - отметил соавтор исследования, биолог Джеремайя Коэн.

Биологи также провели параллель между норадреналином и дофамином - другим ключевым нейромедиатором. По мнению исследователей, эти две системы совместно образуют платформу для обучения, позволяя мозгу осваивать сразу несколько сложных и абстрактных концепций. Норадреналин критически важен для регуляции настроения и внимания. Именно на это систему нацелены популярные препараты от депрессии, тревожности и синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ).

Кроме того, нейроны "голубого места" первыми разрушаются при развитии болезни Альцгеймера. Открытие архитектуры кластера открывает путь к созданию точечных терапий: в будущем врачи смогут избирательно воздействовать на конкретные участки мозга, не затапливая всю систему целиком и избегая побочных эффектов.