Готовьтесь переписывать учебники по биологии 

Новое исследование утверждает, что мы заблуждались о структуре клеток мозга целое столетие.

Провокационное исследование утверждает, что учебникам по биологии, возможно, потребуется серьезная переработка – хотя не все ученые с этим согласны. Аксоны нейронов – отростки, похожие на руки, которые тянутся к другим клеткам мозга и обмениваются с ними сигналами, словно по проводам, – часто изображаются как гладкие цилиндрические трубочки. Новое исследование, основанное на передовых методах визуализации, предполагает, что на самом деле их структура совершенно иная.

Нейробиологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса, используя передовые методы микроскопии, по-новому взглянули на наноскопическую структуру клеток мозга мыши и обнаружили структуру, напоминающую «бусы на нитке».

Вместо гладкой цилиндрической формы аксоны оказались состоящими из чередующихся расширенных, луковицеобразных сегментов («бусы») и более узких, нитевидных соединений («нитки»).

«Эти результаты переворачивают столетние представления о структуре аксонов», – смело заявил Сигэки Ватанабе, автор исследования и доцент кафедры клеточной биологии и нейробиологии Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса.

биологи
Аксоны немного похожи на провод: длинная тонкая структура, проводящая нервные импульсы.

Авторы утверждают, что их наблюдения не только бросают вызов старым представлениям, но и могут помочь лучше понять, как аксоны передают информацию.

«Понимание структуры аксонов важно для понимания передачи сигналов в клетках мозга. Аксоны – это кабели, которые соединяют ткани нашего мозга, обеспечивая обучение, память и другие функции», – добавил Ватанабе.

«Более широкое пространство в аксонах позволяет ионам [заряженным частицам] проходить быстрее, избегая «пробок»», – отметил он.

Исследователь рассказал, что эта структура была обнаружена благодаря использованию криоэлектронной микроскопии высокого давления, которая позволяет сохранить форму и структуру аксонов.

«Чтобы увидеть наноразмерные структуры с помощью стандартной электронной микроскопии, мы фиксируем и обезвоживаем ткани, а замораживание сохраняет их форму – это как заморозить виноградину и не превратить её в изюм путем сушки», – пояснил Ватанабе.

Открытие не стало полной неожиданностью. Учёные ранее наблюдали так называемое «аксонное бусинообразование» в умирающих клетках мозга и у людей с нейродегенеративными заболеваниями. Считалось, что это результат утраты структурной целостности угасающих клеток.

биологи
Микрофотография «жемчужной» структуры аксона.

Новое исследование, напротив, утверждает, что «бусинки» – это как раз нормальное состояние аксонов, по крайней мере тех, что не покрыты изолирующим слоем миелина, на которых и было сосредоточено исследование. Авторы переворачивают аргумент, утверждая, что предыдущие методы визуализации ошибочно изображали аксоны гладкими и колбасообразными, а не как луковицы и бусины.

Другие эксперты в этой области заинтригованы результатами, хотя пока не полностью убеждены в правильности выводов. Одно из возражений заключается в том, что новая методика визуализации сама по себе могла исказить результаты.

«Хотя быстрое замораживание – чрезвычайно быстрый процесс, во время манипуляций с образцом может произойти что-нибудь, что может вызвать образование «бусинок»», – сказал Пьетро Де Камилли, нейробиолог из Йельской школы медицины, не участвовавший в исследовании.

Тун Ван, нейробиолог из Шанхайского технологического университета, добавил, что новое исследование может просто демонстрировать, что «морфология аксонов у живых организмов постоянно и динамично меняется».

Несмотря на некоторую критику, авторы исследования уверены в своих выводах. Для продолжения исследования они надеются воспроизвести результаты на аксонах человека, анализируя образцы мозга пациентов, перенесших операции на мозге, и людей, умерших от нейродегенеративных заболеваний.

Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

Читайте также: Тайна того, как нейроны управляют мозгом, наконец раскрыта

этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
этот таинственный мир
Как найти Атлантиду
Как найти Атлантиду
Почему человеческие останки так редко находят внутри пирамид Древнего Египта
Почему человеческие останки так редко находят внутри пирамид Древнего Египта
Микробиом кишечника формирует вашу личность — ученые хотят «подправить» его, чтобы сделать вас счастливее
Микробиом кишечника формирует вашу личность — ученые хотят «подправить» его, чтобы сделать вас счастливее
Почему мы не слышим инопланетян: гипотеза о квантовой связи
Почему мы не слышим инопланетян: гипотеза о квантовой связи
Другие Homo sapiens
Другие Homo sapiens
previous arrow
next arrow

Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.

Поделиться

Добавить комментарий

Вы не можете скопировать содержимое этой страницы