В самое ядро: открыта структура мозга, которая есть только у человека
Найденный участок расположен внутри нижнего мозжечкового стебля, в месте, где головной мозг у своего основания соединяется со спинным. Открытие принадлежит Джорджу Паксиносу — известному на весь мир нейроморфологу, автору атласов строения мозга, которыми пользуются специалисты по всему миру. «Известия» пообщались с российскими экспертами в области нейробиологии и выяснили, за какие функции может отвечать ранее не известная науке структура и действительно ли она есть только у человека.
Не больше рисового зернышка
Специалисты научно-исследовательского института неврологии Австралии (Neuroscience Research Australia) под руководством знаменитого на весь мир нейроморфолога Джорджа Паксиноса обнаружили новую структуру в человеческом мозге. Ее назвали «эндорестиформным ядром» (endorestiform nucleus). Эта структура находится внутри нижней ножки мозга (веревчатого тела, мозжечкового стебля) — пучка нервных волокон, по которому импульсы проходят от спинного мозга в мозжечок. Само по себе веревчатое тело участвует в обработке сенсорной информации и данных о двигательной активности, регулируя осанку, равновесие и движение тела. Как полагают авторы открытия, эндорестиформное ядро представляет собой группу обособленных нейронов, которая может играть ключевую роль в функциях ножки мозга.
Нейроморфолог Джордж Паксинос
Анатомическую структуру обнаружили при использовании нового метода окрашивания определенных тканей мозга. Суть метода в том, что окрашиваются только биологически активные химические вещества, выделяемые клетками, например, нейромедиаторы. Такой подход позволяет идентифицировать группы нейронов по их функциям.
Найденное эндорестиформное ядро, похожее на рисовое зернышко величиной 2 мм, стало видным благодаря окрашиванию ферментом под названием ацетилхолинэстераза.
Расположение новой структуры натолкнуло специалистов на мысль, что эта область задействована в мелкой моторике. Как уверяют австралийские ученые, у других животных, и в частности приматов, этот участок пока найден не был. Возможно, наличие эндорестиформного ядра свойственно только человеку.
Уникальные способности
Как сообщил «Известиям» научный руководитель Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН Павел Балабан, ученые и ранее догадывались, что в месте соединения нервных волокон головного и спинного мозга может находиться некая интересная с точки зрения выполняемых функций структура. Однако обнаружить ее удалось впервые именно австралийским исследователям.
— Дело в том, что провести такого рода исследование не на мозге животных, а на человеческом материале очень сложно. Проблема в том, что этот мозг должен быть подвергнут исследованию практически сразу же после смерти, так как нейрохимический распад происходит всего за несколько часов. Это создает очень большие сложности для исследователей, — отметил Павел Балабан.
По словам ученого, проведенный австралийцами морфологический анализ человеческого мозга — очень трудоемкая и дорогая процедура. Сам анализ выполняется так: ученые делают тончайшие срезы диаметром порядка 20 микрон (1 микрон равен 0,001 миллиметра) с фрагментов тканей. Затем каждый срез окрашивается с помощью определенных дорогостоящих ферментов. По тысячам таких тончайших срезов делается 3D-реконструкция интересующего участка мозга. Получившееся изображение дает возможность понять, присутствует в этом участке некая новая структура или нет.
Научно-исследовательский институт неврологии Австралии
— Задачу полностью изучить строение мозга таким методом поставил перед собой Алленовский институт головного мозга (научное учреждение, организованное миллиардером-филантропом, соучредителем компании Microsoft Полом Алленом. — «Известия»), — отметил Павел Балабан. — На это потребуются огромные деньги. То, что сделали австралийские ученые, уже сейчас представляет огромный научный интерес. Может подтвердиться, что мелкая моторика, которая позволяет нам, например, писать цифры и буквы, присуща только человеку.
Руководитель научно-исследовательской лаборатории нейробиологии Казанского (Приволжского) федерального университета Рустем Хазипов уверен, что открытие новой области мозга, которая потенциально может быть ответственна за мелкую моторику, интересно в первую очередь для практикующих врачей, а именно нейрохирургов.
— Знания об этой области важны при планировании операций на мозге. Если есть информация, что эта зона отвечает за определенную двигательную функцию, значит, хирург ни в коем случае не должен ее повредить. Этот механизм может работать и в обратную сторону, что можно использовать при диагностике. Если у пациента нарушена мелкая моторика, значит, врачу следует узнать, всё ли в порядке в ответственной за нее зоне, — пояснил Рустем Хазипов «Известиям».
Ядро тяги к курению
Причастность эндорестиформного ядра к мелкой моторике еще нужно доказать, как и тот факт, что подобная структура есть только у людей, считает профессор кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова Вячеслав Дубынин. Однако открытие новой структуры может быть связано с другой областью жизнедеятельности человека — тягой к курению. В этом ядре была обнаружена ацетилхолинэстераза, это означает, что оно содержит нейроны, которые используют в качестве медиатора ацетилхолин.
— Это такой медиатор, который занимается оптимизацией в мозге тонуса нейросети. Именно на эти ядра действует никотин, — рассказал Вячеслав Дубынин. — Возможно, благодаря новым знаниям об эндорестиформном ядре откроются какие-то новые аспекты действия никотина. Важно также и то, что именно ацетилхолиновая система быстрее всего страдает при болезни Альцгеймера, поэтому тут тоже возможны некоторые прорывы.
Ученые из Австралии планируют продолжить работу, чтобы исследовать функции нового участка мозга. В дальнейшем им потребуются данные МРТ с высоким разрешением, которые позволят изучить эндорестиформное ядро у живого человека.
