Ученые нашли нейроны, отвечающие за узнавание

Почему мы безошибочно узнаем свою любимую кружку среди десятков похожих или сразу отличаем старые кроссовки от новых? Новое исследование показало, что в мозге есть отдельные нейроны, специализирующиеся именно на запоминании предметов. Ученые из Университета Британской Колумбии обнаружили овоидные клетки — редкий и незаметный ранее тип нейронов, который отвечает за то, чтобы мы могли узнавать знакомые вещи даже спустя месяцы. Открытие не только меняет представления о работе памяти, но и может помочь в изучении нарушений, связанных с болезнью Альцгеймера и эпилепсией.

Как работают овоидные нейроны

Гиппокамп давно известен своей ролью в пространственной памяти, но ученые обнаружили, что в его структуре есть отдельный класс возбуждающих нейронов, который «специализируется» на запоминании объектов. Эти овоидные нейроны расположены рядом с пирамидальными клетками (которые участвуют в кодировании и хранении информации), но отличаются от них по генетическому составу, электрической активности, форме и связям с другими участками мозга.

Ключевая особенность этих клеток — избирательная реакция на новые объекты. Ученые провели эксперимент на мышах, чтобы проверить, как овоидные нейроны участвуют в запоминании предметов. Для этого использовали три метода.

• Сначала они изучили клетки на генетическом уровне. Анализ показал, что овоидные нейроны имеют особый набор генов, который отличает их от других клеток гиппокампа.
• Затем исследователи измерили активность нейронов. При встрече с незнакомым объектом эти нейроны проявляли стойкую активность, помогая животным запомнить его; при повторном же столкновении они оставались неактивными, даже если объект показывали спустя несколько месяцев.
• Чтобы проверить, насколько эти клетки важны для памяти, ученые использовали оптогенетику (методику, с помощью которой нейроны можно активировать или отключать, используя специальный свет). Если активность этих нейронов блокировали, животные утрачивали способность запоминать предметы, но их пространственная память не нарушалась.

Почему это важно

Исследователи предполагают, что овоидные нейроны могут играть ключевую роль в нейродегенеративных и неврологических заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и эпилепсия. «Объектная память — один из ключевых аспектов болезни Альцгеймера: люди забывают, что такое ключи или что на фотографии изображен их любимый человек. Что, если мы сможем управлять этими клетками, чтобы предотвратить или замедлить этот процесс?» — говорит Адриен Кинман, ведущий автор исследования.

Ученые также обнаружили, что при эпилепсии овоидные клетки становятся гиперактивными. Это может означать, что они участвуют в запуске и распространении судорожной активности. «Мы видим, что при эпилепсии овоидные клетки становятся чрезмерно возбужденными и могут играть роль в возникновении и распространении судорог. Это делает их перспективной целью для открытия новых методов лечения», — объясняет Кинман.

Хотя это пока только предположения, ученые изучают, можно ли влиять на работу этих клеток. Если подтвердится, что они действительно связаны с нарушениями памяти и судорогами при эпилепсии, в будущем можно будет разрабатывать новые способы лечения этих заболеваний.