Вчені виявили нову групу клітин мозку

Вчені визначили групу клітин мозку мишей, які полегшують їхню здатність повертатися праворуч або ліворуч. Це відкриття потенційно може бути застосоване в майбутніх методах лікування хвороби Паркінсона. Ви коли-небудь замислювалися, що відбувається в мозку, коли ми рухаємося вправо або вліво? Більшість людей цього не роблять; вони просто виконують ці рухи автоматично. Однак ця, здавалося б, проста дія керується складним процесом.

У новому дослідженні вчені виявили відсутню частину складної нервової мережі, необхідної для поворотів ліворуч-праворуч. Відкриття було зроблено дослідницькою групою, що складається з доцента Джареда Крегга, професора Оле Кіна та їхніх колег з кафедри неврології Копенгагенського університету.

У 2020 році Оле Кін, Джаред Крегг та їхні колеги ідентифікували «кермо мозку» – мережу нейронів у нижній частині стовбура мозку, яка керує рухами праворуч і ліворуч під час ходьби. Однак тоді їм було незрозуміло, як цей правий-лівий контур контролюється іншими частинами мозку, такими як базальні ганглії.

З’єднання з базальними гангліями

«Тепер ми виявили нову групу нейронів у стовбурі мозку, які отримують інформацію безпосередньо від базальних гангліїв і контролюють правий-лівий контур», — пояснює Оле Кін.

Згодом це відкриття може допомогти людям, які страждають на хворобу Паркінсона. Дослідження було опубліковано в авторитетному науковому журналі Nature Neuroscience. Базальні ганглії розташовані глибоко в головному мозку. Протягом багатьох років відомо, що вони відіграють ключову роль у контролі довільних рухів.

Багато років тому вчені дізналися, що, стимулюючи базальні ганглії, можна впливати на рухи правої та лівої руки у мишей. Вони просто не вміли.

«Під час ходьби ви скорочуєте довжину кроку правої ноги перед поворотом праворуч і лівої ноги перед поворотом ліворуч. Нещодавно відкрита мережа нейронів розташована в частині стовбура мозку, відомої як PnO. Саме вони отримують сигнали від базальних гангліїв і регулюють довжину кроку, коли ми робимо поворот, і таким чином визначають, рухаємося ми вправо чи вліво», — пояснює Джаред Крегг.

Таким чином, дослідження дає ключ до розуміння того, як ці абсолютно необхідні рухи виробляються мозком. У новому дослідженні вчені вивчали мозок мишей, оскільки їхній стовбур мозку дуже нагадує стовбур мозку людини. Тому дослідники очікують знайти подібну право-ліву схему в людському мозку.

Людям із хворобою Паркінсона важко повертатися праворуч і ліворуч

Хвороба Паркінсона виникає через брак дофаміну в мозку. Це впливає на базальні ганглії, і дослідники, відповідальні за нове дослідження, вважають, що це призводить до нездатності активувати правий-лівий контур стовбура мозку. І це має сенс, коли ви дивитеся на симптоми, які відчувають люди з хворобою Паркінсона на пізній стадії хвороби – їм часто важко повертатися під час ходьби.

У новому дослідженні вчені вивчали це на мишах із симптомами, схожими на симптоми людей із хворобою Паркінсона. Вони створили так звану модель Паркінсона, видаляючи дофамін з мозку мишей і таким чином даючи їм моторні симптоми, подібні до тих, які відчувають люди, які страждають на хворобу Паркінсона.

«У цих мишей було важко повертатися, але, стимулюючи нейрони PnO, ми змогли полегшити труднощі з поворотом», — каже Джаред Крегг.

Використовуючи глибоку стимуляцію мозку, вчені зрештою зможуть розробити подібну стимуляцію для людей. Однак наразі вони не в змозі стимулювати клітини людського мозку так само точно, як на моделях мишей, де використовували передові оптогенетичні методи.

«Нейрони в стовбурі мозку — це безлад, і електрична стимуляція, яка є типом стимуляції, що використовується в глибокій стимуляції мозку людини, не може відрізнити клітини одна від одної. Проте наші знання про мозок постійно зростають, і зрештою ми зможемо почати розглядати цілеспрямовану глибоку стимуляцію мозку людей», — підсумовує Оле Кін.