59.13
69.56
16.33
Наука

Израильские ученые раскрывают секрет компенсаторного механизма человеческого мозга

Исследование израильских ученых пополняет список научных работ, посвященных роли нейропептидов в мозговой межсенсорной сигнальной системе. ​

​Человеческий мозг обладает поразительной способностью реагировать на утрату одного чувства усилением других. С помощью компенсаторного механизма мозга, известного как межмодульная пластичность, некоторые чувства усиливаются после утраты одного из чувств, – так, например, работает известный механизм улучшения слух у людей, потерявших зрение.

Доктор Итай Рабинович: «Способность компенсировать утрату какого-то сенсорного канала – это поразительная возможность мозга»

Пока что этот механизм изучался у людей и других млекопитающих, исходя из предположения о том, что речь идет о функции, характерной лишь для сложного мозга, состоящего из миллиардов клеток – такого, как человеческий.

Однако новое международное исследование, проведенное под руководством ученых из Еврейского университета в Иерусалиме, показало, что компенсаторный механизм мозга – это его базовая особенность, которая наличествует в значительно более простых нервных системах. Исследование также изучило механизм работы компенсаторов в мозгу с помощью межсенсорной сигнальной системы.

Исследование, которое было опубликовано в журнале PLOS Biology​, выполнялось Израильско-Канадским институтом медицинских исследований (IMRIC) при факультете медицины Еврейского университета в Иерусалиме вместе с Кембриджской лабораторией молекулярной биологией MRC в Великобритании и Центром исследования рака имени Фреда Хатчинсона в Сиэттле, США.

«Способность компенсировать утрату какого-то сенсорного канала – это поразительная возможность мозга. Мы можем многому научиться из того, как относительно простая нервная система в состоянии выполнить такую сложную мозговую функцию. В нашем исследовании мы установили верхнюю границу сложности нейронной сети, которая требуется для работы сложного компенсаторного механизма такого рода. Это позволило нам изучить и понять как это работает на всех уровнях, начиная с молекулярного и заканчивая поведенческим,» – отмечает доктор Итай Рабинович, который возглавлял исследование во время работы на факультете медицинской нейробиологии в Еврейском университете..

Для лучшего понимания функций межмодульной пластичности группа исследователей изучала организм, обладающий значительно менее сложной нервной системой, чем нервная система человека. Речь идет о нематодах C. elegans. Эти нематоды длиной около 1 миллиметра, питаются бактериями и их нервная система состоит из 320 нейронов (тогда как человеческий мозг – из 100 миллиардов нейронов).

Исследователи изучили связь между утратой тактильного ощущения и возможным улучшением обоняния. Для этого они сфокусировались на червях-нематодах, лишенных осязания за счет генетической мутации. Исследователи обнаружили, что нематоды C. elegans, лишенные осязания, обладают более острым обонянием. Ученые смогли связать это изменение с работой специфического синапса в обонятельной системе.

«Мы смогли аннулировать этот эффект, искусственно стимулируя осязательные нейроны и сконструировав новый синапс для обонятельной системы», объяснил доктор Рабинович. «Нас ожидает еще долгий путь, но мы уже думаем о будущих приложениях результатов нашего исследования для лечения нежелательных побочных эффектов от утраты какого-либо сенсорного канала».

Исследование израильских ученых пополняет список научных работ, посвященных роли нейропептидов в мозговой межсенсорной сигнальной системе. Оно обогащает наши знания о клеточном и молекулярном процессе, лежащим в основе межмодульной пластичности. Результаты могут также указывать на древние эволюционные корни этого компенсаторного механизма – об этом говорит его наличие в довольно примитивных нервных системах.