Новое исследование позволило лучше понять как нейроны общаются между собой

Новое исследование, проведенное в лаборатории профессора биологии Адама Миллера в Колледже искусств и наук Университета штата Орегон, проливает свет на важность межнейронной связи посредством прямой электрической передачи сигналов вместо обычных химических мессенджеров, посылаемых между клетками. Команда также идентифицировала белки, которые могут связывать нарушения в этих электрических путях с такими состояниями, как аутизм и эпилепсия. Они описывают свои выводы в статье, опубликованной в журнале Current Biology.


Нейроны — клетки, которые посылают сообщения из мозга по всему телу. Они управляют всем, что делает животное: дыханием, движением, мышлением. Самый известный способ, которым нейроны сигнализируют, — это высвобождение химических веществ, таких как дофамин и серотонин. Они затем поглощаются следующим нейроном в коммуникационной цепи. Эти точки соединения называются химическими синапсами.

Но Миллер и его команда интересуются синапсом другого типа: электрическим. В электрическом синапсе нейроны передают сигналы непосредственно через электрический ток, перемещаясь между клетками по каналам. Электрические синапсы могут образовываться между многими различными частями нейронов, и сообщения могут проходить через них в обоих направлениях, а не только в одном. В конечном итоге нейронные цепи создаются взаимодействием как электрических, так и химических синапсов.


Многие нейробиологи ранее считали, что электрические синапсы были самыми важными в процессе эволюции, но затем они были постепенно заменены химическими синапсами.


— Энн Мартин, научный сотрудник лаборатории Миллера, руководившая новым исследованием.

Мартин, Миллер и их коллеги пытаются лучше понять, как формируются электрические синапсы и как они могут влиять на работу мозга.

В последней статье команда сосредоточилась на роли белка под названием нейробичин (Nbea). Они протестировали различные версии белка у развивающихся рыбок данио и измерили его влияние на электрические синапсы.

Исследователи обнаружили, что без правильной работы Nbea электрические синапсы не могли бы сформироваться. По словам Миллера, нейробичин, по-видимому, действует как регулировщик движения, направляя другие белки, необходимые для правильной работы синапса, к месту образования. Без него нужные компоненты не окажутся в нужном месте, а электрические сообщения не будут отправлены.

Предыдущие исследования показали, что нейробичин также помогает формировать химические синапсы. Таким образом, новое исследование предлагает мост между двумя типами общения.


— Адам Миллер

В будущей работе команда надеется лучше понять, как электрические и химические синапсы могут быть связаны друг с другом и какую роль они оба играют в нейронных цепях.


— Энн Мартин

Они также планируют продолжить изучение возможных связей со здоровьем человека. Команда Миллера заметила поведенческие изменения у рыб с мутациями в Nbea. Мутации в белке Nbea ранее также связывали с аутизмом и эпилепсией — состояниями, которые связаны с изменением процесса коммуникации между нейронами. Информация о том, как нейробичин влияет на коммуникацию между нейронами, может помочь ученым лучше понять происхождение этих различий в мозге.