Між нейронами кори мозку може бути до дев'ятнадцяти синапсів.
Нервові імпульси біжать по нейронних відростках, по дендритах і аксонах. Через дендрити нервова клітина отримує сигнали від клітин-партнерів (хоча є дендрити, що працюють у зворотний бік, не на вхід, а на вихід), по аксону імпульс передається далі, іншим нейронам. Щоб імпульс перескочив від нейрона до нейрона, з аксона на дендрит, йому потрібно подолати синапс, специфічний міжклітинний контакт, досить складно влаштований. Є синапси, через які імпульс перескакує, як якщо б він тік за звичайними з'єднаними проводами. Але є й інші синапси, в яких використовуються нейромедіатори: їх виділяє з себе передавальний нейрон і приймає наступний нейрон; під дією нейромедіаторів приймаючий нейрон генерує імпульс і посилає його далі. Від синапсів з нейромедіаторами залежить дуже багато, вони можуть послабити імпульс, навіть просто погасити його, або посилити, і т. д.
Один і той же нейрон може з'єднуватися синапсами з величезною кількістю інших нейронів. Однак досі вважалося, що в парі нейронів синапс буде тільки один. Тобто між аксоном одного нейрона і дендритом іншого зазвичай є тільки один контакт. Численні синапси між двома нейронами вважалися великою рідкістю. Але насправді це не така вже й рідкість, як пишуть у статті на порталі bceRxiv дослідники з Гарварду та інших наукових центрів.
Аналізуючи нейрони кори людського мозку, вони побачили, що хоча «односинапсові» контакти переважають, приблизно 10% нейронів використовують «багатосинапсовість». Причому число синапсів у парі нейронів може бути різним, в одному випадку їх було аж дев'ятнадцять. (Не виключено, що це не межа, просто пар нейронів з великим числом контактів поки не траплялося.)
Повторимо ще раз, що «багатосинапсовість» бачили і раніше, наприклад, в мозку мишей і дрозофіл. Але там такі контакти зустрічалися набагато рідше, ніж у людини. Для чого нейрони з'єднуються кількома синапсами, поки неясно. Можливо, такі нервові клітини включені в ланцюжки, які мають справу, так би мовити, з інформацією, що не потребує особливого обмірковування: наприклад, що на червоне світло не можна переходити дорогу, або що двічі два дорівнює чотирьом. Тобто кілька синапсів забезпечує швидку і беззастережну реакцію всього нервового ланцюга у відповідних умовах. Але так воно чи не так, стане зрозуміло після подальших експериментів.
Інші незвичайні речі, які побачили дослідники в зразку мозку, це дивні ізвинені аксони у деяких нейронів - аксони, що нагадують повзучих змій. Ще вдалося виявити пари нейронів, які за формою були ніби дзеркальним відображенням один одного. У чому сенс їх дзеркальності, і чому аксони у деяких клітин починають звиватися, теж поки неясно.
Все це - лише перші результати масштабного проекту, мета якого - створити детальну карту мозку, що враховує морфологічні особливості нейронів і всі їх з'єднання один з одним. В даному випадку, як було сказано, дослідники працювали не з цілим мозком, а з крихітним зразком, за розміром меншим, ніж кунжутне зерно. Його взяли під час операції на мозку у сорокап'ятирічної жінки (операцію їй робили у зв'язку з епілепсією). Потім зразок після спеціальної обробки розрізали більш ніж на п'ять тисяч найтонших шарів, які розглядали в електронному мікроскопі. Спеціальний алгоритм об'єднував отриману гору мікрофотографій в цілі зображення нейронів і нейронних ланцюжків.
Карта цього крихітного шматочка мозку включає в себе 50 тис. клітин і 130 млн синапсів. Дослідники вважають, що подальший аналіз даних піднесе й інші сюрпризи, які, можливо, змусять переглянути деякі погляди на клітинну архітектуру мозку.
За матеріалами ScienceNews.