Ученые по новому взглянули на работу головного мозга

Ученым из Клинического комплекса Шарите в Берлине (нем. Charité — Universitätsmedizin Berlin) и Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (англ. German Center for Neurodegenerative Diseases; DZNE) удалось понять, как функционирует отдельная область головного мозга, которая обычно участвует в пространственной ориентации, но первой поражается болезнью Альцгеймера, сообщает mindbrain.ru. Они исследовали, как нервные сигналы подавляются внутри так называемой энторинальной коры. По словам исследователей, такое подавление нейронов принуждает нервные клетки синхронизировать свою деятельность.

Энторинальная кора является связующим звеном между ассоциативными областями неокортекса, гиппокампом и другими областями головного мозга. Однако, это более чем интерфейс, который передает только нервные импульсы. Энторинальная кора также имеет самостоятельную роль в обучении и мыслительных процессах, особенно в пространственной навигации.

«Мы знаем очень мало о том, как это происходит», — заявил профессор Дитмар Шмитц, научный сотрудник в Cluster of Excellence NeuroCure при Клиническом комплексе Шарите в Берлине. «Именно поэтому мы изучаем на животных, как связаны друг с другом нервные клетки в энторинальной коре».

Сигналы блуждают по мозгу, как электрические импульсы от нервной клетки к нервной клетке. В общем, передача сигналов это не простая работа. Скорее всего, работа мозга критически зависит от того факта, что нервные импульсы в некоторых ситуациях активизируются, а в других подавляются. Правильный баланс между подавлением и возбуждением имеет решающее значение для всех процессов головного мозга.

«До недавнего времени все исследования в основном были сосредоточены не на сигналах возбуждения в пределах энторинальной коры. Именно поэтому мы применили ингибирование и обнаружили разные по силе подавления нервные сигналы внутри энторинальной коры», — объясняет доктор Пратип Беед, ведущий автор исследования. «Это означает, что нервные сигналы не подавляются в равной степени. Блокировка нервных сигналов в некоторых частях энторинальной коры слабее и сильнее в других. Ингибирование имеет, так сказать, пространственный профиль».

Когда мозг работает, нервные клетки часто координируют свою работу. В электроэнцефалограмме (ЭЭГ) — запись электрической активности мозга — синхронный ритм нервных клеток проявляется в виде периодической структуры.

«Как нервные клетки синхронизируют свое поведение и как вызывают такие ритмы, это весьма спорный вопрос», — говорит Беед.

По его словам также неясно, являются ли эти колебания только просто побочным эффектом, или же они вызваны другими явлениями.

«Было продемонстрировано, что нейронные колебания происходят при процессе обучения и даже во время сна. Они являются характерной чертой деятельности головного мозга», — объясняет ученый. «По нашему мнению, разные по силе подавления нервные сигналы, которые мы обнаружили, играют важную роль в создании синхронного ритма нервных клеток и связанных с ними колебаниями».

В случае болезни Альцгеймера, энторинальная кора является одной из областей мозга, которая в первую очередь будет затронута.

«В последнее время, исследования, связанные с этой структурой мозга стали набирать обороты. Уже на ранних стадиях болезни Альцгеймера находят белковые отложения, характерные для этого заболевания», — объясняет Шмитц, возглавлявший данное исследование. «Также известно, что у пациентов страдающих болезнью Альцгеймера поразительная электрическая активность головного мозга. Наше исследование помогает понять, как работают нервные клетки в энторинальной коре и как электрическая активность может быть прервана в этой области головного мозга».