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.
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.
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
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.