Нейробиологи из лабораторий Колд-Спринг-Харбор в США смогли найти нервные клетки, активность которых связана с выбором того или иного действия. Ученые показали, что в тот момент, когда мышь выбирает, остаться ли ей у поилки или пойти осмотреться снаружи, в мозгу активируются определенные нейроны. Подробности изложены на сайте лабораторий со ссылкой на публикацию в Nature neuroscience.

Изыскатели зафиксировали активность 2 популяций нейронов в префронтальной коре. В ходе опытов лабораторные мыши могли свободно перемещаться внутри экспериментальной установки, внутри которой была смонтирована поилка: и когда животное подходило к источнику воды, в префронтальной коре активировались нейроны определенного типа. Другая группа клеток проявляла себя в момент выхода из камеры с поилкой, причем статистический анализ исключает случайные совпадения.

Более того, выявленные учеными клетки — далеко не рядовые нейроны. В работе нейробиологов речь идет об особенных популяциях клеток, которые синтезировали белок парвальбумин (PV-клетки) или соматотстатин (SOM-клетки). Такие нейроны достаточно давно изучались многими другими коллективами, и к моменту начала новых опытов уже было известно про то, что и PV-, и SOM-клетки играют важную роль в процессе торможения.

По словам авторов исследования, в момент приближения к поилке у животных временно снижалась активность SOM-клеток. Соответственно, в связанных с ними клетками префронтальной коры активность, напротив, увеличивалась: кора становилась доступной для переработки новой информации. Когда же мышь покидала поилку, группа PV-нейронов давала синхронный всплеск активности и это, как считают ученые, играло роль своего рода сигнала перезагрузки для связанных с этими нейронами клеток: тем самым мозг настраивался на продолжение осмотра местности в поиске чего-то нового.

Отдельно специалисты Колд-Спринг-Харбор подчеркивают то, что их работа была бы невозможна без новых оптогенетических методов. Традиционная регистрация активности клеток при помощи вживленных электродов не позволяет определить то, с каких именно клеток записываются электрические сигналы, а без этой информации выделить отдельно PV- или SOM-клетки невозможно. Для определения типа клеток геном мышей был изменен таким образом, что интересующие ученых нейроны синтезировали специальные светочувствительные молекулы вместе со своими специфичными белками и затем реагировали на освещение определенным светом. Осветив мозг мыши, ученые смогли определить то, с каких именно клеток они регистрируют электрические сигналы, причем это не приводило к серьезным нарушениям работы мозга. Ранее подобный метод (его принято называть оптогенетическим) нейробиологи использовали для того, чтобы отследить пути мотивации.