У ділянці кори, що займається координацією рухів, знайшли понад сто типів нервових клітин.
Коли ми говоримо про нейрони головного мозку, то рідко віддаємо собі звіт, наскільки вони різні. Тобто ми знаємо, що вони використовують різні нейромедіатори, хтось згадає, що є нейрони збудливі і гальмівні (які пригнічують активність інших нейронів). Нервові клітини кори мозку, наприклад, ще ділять на ті, які виходять за межі кори, і ті, які утворюють сполуки тільки в межах кори. Однак насправді різноманіття нейронів набагато ширше, тільки для того, щоб охопити його цілком, потрібні колосальні зусилля різних фахівців.
Саме для цього в системі Національних інститутів здоров'я (NIH) США був організований BICCN, BRAIN Initiative - Cell Census Перспективwork, проект, що в прямому сенсі слова займається переписом клітин мозку (причому слово BRAIN тут теж абревіатура - Brain Research through advovaninvaincuncuncuncuncunnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn Зусилля більш ніж 400 дослідників принесли плоди: у журналі Nature вийшло 17 статей, в яких описано більше сотні типів нейронів. Причому цю сотню типів виявили поки тільки в моторній області кори півкуль, тобто в зоні, яка займається координацією рухів. В інші ділянки мозку дослідники поки не заглядали.
Нейрони переписували відразу в трьох мізках: в людському, в мозку мавп мармозеток і в мозку миші - так можна було зрозуміти еволюційні зміни, які відбувалися з мозком звірів на рівні окремих клітин. Найочевидніші критерії, за якими можна систематизувати нейрони, це їх розташування, форма і функція. Під розташуванням розуміють не тільки «прописку» в тій чи іншій зоні мозку. Як відомо, кора складається з декількох нейронних шарів-поверхів, і є ще інші особливості розташування нейронів, так що їх точна координата - це досить складний параметр. Функцію частково можна зрозуміти, якщо простежити, куди йдуть відростки нейронів, від кого вони приймають сигнали і куди посилають.
Але функція - це ще й характер електричної активності. Нейрон може бути схильний переважно до імпульсів з високою амплітудою, або з низькою, або до імпульсів з високою частотою, і т. д. Левова частка зусиль дослідників у BICCN пішла на визначення електрофізіологічних характеристик окремих клітин.
Ще один важливий комплекс ознак - молекулярний портрет. Це в першу чергу активність тих чи інших генів. У всіх нейронів в одному і тому ж мозку гени однакові, але працюють по-різному. Активність гена можна визначити за кількістю РНК, яка синтезується на ньому (як ми пам'ятаємо, генетична інформація спочатку копіюється з ДНК в РНК, а на РНК вже синтезується білок, або ж РНК діє сама). Дослідники аналізували активність 258 генів, одночасно визначаючи місце в моторній корі, де знаходиться той чи інший нейрон з тією чи іншою генетичною активністю.
Інша важлива молекулярна особливість будь-якої клітини - це стан її епігенетики. Активність генів залежить від декількох молекулярних процесів, які об'єднані під загальною назвою епігенетичної регуляції. Наприклад, на ДНК можуть з'являтися і зникати хімічні метильні групи, від яких залежить, чи буде ген активний, або ж ДНК може бути щільно упакована спеціальними білками - настільки щільно, що з нею не зможуть працювати ферменти, що зчитують генетичну інформацію. Епігенетичні механізми працюють вдовгу, вони можуть залишатися в одному і тому ж положенні протягом усього життя клітини. Епігенетичні ознаки теж необхідно враховувати, коли ми починаємо систематизувати нейрони.
Як ми сказали вище, типів нейронів нарахували більше ста, але точне число тут залежить від того, який критерій вибрати головним. Крім того, серед різних клітинних типів виявилася певна ієрархія. Кілька типів дуже чітко окреслені - їх клітини демонструють одні і ті ж властивості незалежно від того, як ми на них дивимося, яким методом вивчаємо. І є інші типи клітин, межі між якими розмиті. Тобто у нас, наприклад, є явно два різних типи нейронів, якщо дивитися на багато нервових клітин у великій сукупності, але одночасно нам попадається багато таких нейронів, які, з одного боку, належать одному типу, а з іншого боку - іншому типу.
Але, так чи інакше, значимість роботи все одно така, що портал Science називає новий атлас нейронів «Розеттським каменем нейробіології» (нагадаємо, що Розеттський камінь допоміг розшифрувати значення давньоєгипетських ієрогліфів). З такою детальною класифікацією нейронів можна, наприклад, відповісти на надзвичайно цікаве питання, як змінюється нервова клітина з віком - скажімо, чи може нейрон, який довго чогось вчився, перейти з одного типу в інший? І, зрозуміло, з новими типами нейронів і новими методами, які були розроблені для цієї роботи, буде простіше вивчати нейрони в інших зонах мозку.