Нейробиологи обнаружили новую группу клеток мозга. Она помогает двигаться направо или налево

Ученые выявили у мышей группу клеток мозга, которые облегчают им повороты направо или налево. Это открытие потенциально может быть применено в будущих методах лечения болезни Паркинсона.

Исследователи обнаружили недостающую часть сложной нервной сети, необходимой для поворотов налево и направо. Открытие было сделано исследовательской группой, состоящей из доцента Джареда Крегга, профессора Оле Кина и их коллег с кафедры нейробиологии Копенгагенского университета .

В 2020 году Оле Кин, Джаред Крегг и их коллеги определили «руль» в мозге — сеть нейронов в нижней части ствола мозга, которая управляет движениями вправо и влево при ходьбе. Однако в то время им было неясно, как эта цепь контролируется другими частями мозга, такими как базальные ганглии. «Теперь мы обнаружили новую группу нейронов в стволе мозга, которая получает информацию непосредственно от базальных ганглиев и контролирует право-левую цепь», — объясняет Оле Кин.

Базальные ганглии расположены глубоко в мозгу. Уже много лет известно, что они играют ключевую роль в контроле над добровольными движениями. Много лет назад ученые узнали, что, стимулируя базальные ганглии, можно влиять на движения правой и левой передней лапки у мышей. Они просто не знали как.

«Во время ходьбы вы укорачиваете длину шага правой ноги перед поворотом направо и левой — перед поворотом налево. Недавно обнаруженная сеть нейронов расположена в части ствола мозга, известной как PnO. Именно они получают сигналы от базальных ганглиев и регулируют длину шага, когда мы совершаем поворот, и таким образом определяют, движемся ли мы вправо или влево», — объясняет Джаред Крегг. Это дает ключ к пониманию, как мозг производит эти абсолютно необходимые движения.

В новом исследовании ученые изучали мозг мышей, поскольку их ствол очень похож на ствол мозга человека. Таким образом исследователи рассчитывают найти аналогичную цепь в человеческом мозге.

Людям с болезнью Паркинсона трудно поворачивать направо и налево. Эта болезнь вызвана недостатком дофамина в мозге, что влияет на базальные ганглии, и ученые, ответственные за новое исследование, полагают, что это приводит к неспособности активировать право-левую цепь ствола мозга. Это логичное предположение, если посмотреть на симптомы у людей с болезнью Паркинсона на поздней стадии заболевания: им часто трудно поворачиваться при ходьбе.

В новом исследовании ученые изучили это на мышах с симптомами, напоминающими симптомы людей с болезнью Паркинсона. Они создали так называемую модель Паркинсона, удаляя дофамин из мозга мышей и тем самым вызывая у них двигательные симптомы, аналогичные тем, что имеются у людей, страдающих этой болезнью. «У этих мышей были трудности с поворотом, но, стимулируя нейроны PnO, мы смогли облегчить их», — говорит Джаред Крегг.

Используя глубокую стимуляцию мозга, ученые в конечном итоге смогут разработать аналогичную стимуляцию для людей. Однако в настоящее время они не могут стимулировать клетки человеческого мозга точно так же, как на мышах, где они использовали передовые оптогенетические методы.

Нейроны в стволе мозга находятся в беспорядке, и электрическая стимуляция — тип стимуляции, используемый при глубокой стимуляции мозга человека, — не может отличить клетки друг от друга. Однако наши знания о мозге постоянно растут и в конечном итоге мы сможем начать рассматривать целенаправленную глубокую стимуляцию мозга людей.

Недавно исследователи Гарвардского университета разработали роботизированный экзоскелет, который представляет собой инновационное устройство для помощи людям с болезнью Паркинсона. Экзоскелет оснащен датчиками, которые могут обнаружить изменения в движениях пациента, такие как дрожание и неустойчивость.