Лента TH Новости Биоинженерия


Ученые продвинулись в изучении клеток мозга, которые координируют движение

∴ 194

Исследователи из Университета Вашингтона разработали метод вставки гена в конкретные типы клеток в модели взрослого мозга животных. Недавняя работа показывает, что подход может быть использован для изменения функции схем мозга и изменения поведения.

232

Грегори Хорвиц, адъюнкт-профессор физиологии и биофизики в Школе медицины Университета Вашингтона в Сиэтле, возглавил исследовательскую группу. Он сказал, что этот подход позволит ученым лучше понять, какие роли выбирают типы клеток в сложных схемах мозга.

Исследователи надеются, что этот подход может когда-нибудь привести к разработке методов лечения, таких болезней как эпилепсия, которые могут быть уничтожены путем активации небольшой группы клеток.

Мозг состоит из сочетания большого количества клеток, выполняющих различные функции. Одной из больших проблем для нейронауки является поиск способов выборочного изучения функции конкретных типов клеток, не затрагивая функции других типов клеток поблизости. Наше исследование показывает, что с помощью этой методики можно избирательно нацеливать определенный тип клетки во взрослом мозгу и сразу же воздействовать на поведение.Грегори Хорвиц, адъюнкт-профессор физиологии и биофизики в Школе медицины Университета Вашингтона в Сиэтле.

В своем исследовании Хоровиц и его коллеги из Вашингтонского национального исследовательского центра приматов в Сиэтле ввели ген клетки мозжечка, в небольшую структуру, расположенную в задней части мозга и запрятанную под большим мозгом.

Основной функцией мозжечка является контроль двигательных движений. Нарушения мозжечка обычно приводят к частому отключению потери координации. Недавние исследования показывают, что мозжечок также может быть важным в обучении и может быть связан с такими расстройствами как аутизм и шизофрения.

Клетки, выбранные учеными для изучения, называются клетками Пуркинье. Эти клетки, названные в честь их первооткрывателя, чешского анатома Яна Евангелиста Пуркинье, являются одними из самых больших клеток в человеческом мозге. Они обычно связывают другие клеток мозга.

Ген, который ученые вставили, называется channelrhodopsin-2, он кодирует светочувствительный белок, который встраивается в мембрану клетки головного мозга. При воздействии света он позволяет ионам, крошечным заряженным частицам, проходить через мембрану. Это заставляет мозговую ячейку проявлять активность.

После успешного внедрения модифицированного гена в небольшую область мозжечка макак-резусов, channelrhodopsin-2 был поглощен исключительно целевыми клетками Пуркинье. Затем исследователи показали, что, когда они облучали обработанные клетки светом через тонкое оптическое волокно, они возбуждали их, что влияло на контроль моторики животных.

Фактически, ученые нашли ключ к контролю отдельных клеток мозга. Осталось лишь расширить технологию на другие составные элементы мозга.

Филипп Дончев