Цивилизация
Нейробиологи разработали белок, который впервые позволяет регистрировать не исходящие, а входящие сигналы нервных клеток — слабейшие химические «сообщения», с помощью которых нейроны обмениваются информацией. Речь идет о выбросе глутамата — ключевого нейромедиатора, участвующего в процессах памяти, обучения и эмоций. Работа опубликована в журнале Nature Methods.
Исследователи создали молекулярный сенсор нового поколения — белок iGluSnFR4, способный улавливать минимальные концентрации глутамата в синапсах в реальном времени.
До сих пор нейронаука в основном фиксировала только «выход» нейронов — электрические импульсы, которые клетки посылают дальше по цепи. Однако то, как нейрон принимает решение сработать или нет, определяется тысячами входящих сигналов от других клеток. Эти сигналы химические, крайне быстрые и слабые, из-за чего они практически не поддавались прямому наблюдению в живой ткани мозга.
«Мы могли видеть, что нейроны делают, но почти не понимали, что именно они получают на входе, — пояснил один из авторов работы, исследователь Алленовского института Каспар Подгорски. — Теперь мы можем восстановить порядок и комбинации сигналов, которые приводят к активации нейрона».
Глутамат — основной возбуждающий медиатор мозга, и нарушения его передачи связаны с болезнью Альцгеймера, эпилепсией, шизофренией, аутизмом и рядом других неврологических и психических расстройств. Новый сенсор позволяет напрямую наблюдать работу отдельных синапсов и выяснять, какие именно схемы входящих сигналов лежат в основе нормальной и патологической активности нейронных сетей.
Авторы подчеркивают, что iGluSnFR4 открывает и прикладные возможности. С его помощью можно тестировать, как экспериментальные лекарства влияют не на общую электрическую активность мозга, а на реальные синаптические процессы. Это может ускорить разработку препаратов, действующих более точно и с меньшими побочными эффектами.
Ранее у алкоголя был обнаружен необычный эффект воздействия на психику.
