Нейробиологи установили происхождение клеток-канделябров

Красные клетки-канделябры и управляемые ими пирамидальные нейроны (зеленые, покрашен только первичный сегмент аксона - AIS). Фото Cold Spring Harbor Laboratory

Ученые из лаборатории Колд Спринг Харбор установили клональное происхождение клеток-канделябров, нейронов коры головного мозга, интегрирующих информацию от сотен "обычных" нейронов. Работа опубликована в журнале Science, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте лаборатории.

Клетки-канделябры были открыты около 40 лет назад в ходе изучения срезов коры головного мозга. От обычных нейронов они отличаются тем, что образуют контакты с очень многими пирамидальными клетками. Число синапсов у клеток-канделябров достигает пяти сотен, причем контакты образуются только с пирамидальными нейронами коры (это основные возбудительные нейроны млекопитающих) в районе самого начала отростков-аксонов. Из-за множества контактов, которые видны при окрашивании, клетки-канделябры и получили свое название.

Один из первооткрывателей структуры ДНК, Френсис Крик, выдвигал клетки-канделябры на роль интеграторов, которые управляют "простыми" нейронами коры и при необходимости "накладывают вето" на распространение между ними возбуждения. Тем не менее, до сегодняшнего дня то, как именно образуются эти нейроны было не понятно.

В новой работе авторы показали, что клетки-канделябры происходят из ранее неизвестной зоны эмбрионального мозга (вентральной герминальной зоны - VGZ) и установили, какой ген специфически отвечает за их развитие. Проследить судьбу клеток удалось благодаря специфическому синтезу флюоресцентных белков и последующему анализу срезов.

Работа может иметь большое значения для понимания того, как организовано взаимодействие между нейронами с точки зрения иерархии и пространственной структуры. Пока на эту тему нейробиологам известно довольно мало, что связано с крайней сложностью "распутывания" структуры контактов нейронов. Такую задачу ставит перед собой, например, проект "Коннектом Человека", в ходе которого ученные собираются составить полную трехмерную карту взаимодействий нейронов методом восстановления изображения из тысяч микроскопических срезов.