Загадочные "реснички" на клетках мозга могут быть связаны с нашим восприятием времени
Клетки мозгового полосатого тела, играющие фундаментальную роль в обработке принятия решений и временного восприятия, покрыты длинными ресничками, как и все клетки головного мозга. Тем не менее ранее считавшиеся пережитками нашего первобытного прошлого, эти ресницы будут играть гораздо более важную роль, чем мы думали. Новое исследование показало, что у мышей отсутствие этих ресничек ухудшает их восприятие времени и принятие решений. Это открытие может революционизировать наше понимание функций мозга и стать потенциальной терапевтической мишенью для психических и неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона, шизофрения, синдром Жиля де ла Туретта и т. д.
Область нашего мозга, где происходит контроль над импульсивным принятием решений, выполнением волевых движений и временным планированием, — это полосатое тело. Считается, что эта небольшая часть, расположенная под корой головного мозга, также играет ключевую роль в управлении рабочей памятью и поддержании внимания во время обучения. Для этого она постоянно интегрирует и обрабатывает новую сенсорную информацию из окружающей среды и регулирует временную последовательность последующих моторных реакций.
Люди с психическими и неврологическими расстройствами имеют общую характеристику: у всех них наблюдается глубокое снижение способности адаптироваться к изменениям окружающей среды, интегрировать и управлять новой информацией (функция, которая обычно регулируется полосатым телом). Прямым следствием этого является то, что они не могут точно оценить момент начала или окончания волевого действия (в отличие от рефлекторного, например, отдергивания руки от горящего предмета).
"Успешное выполнение рабочей памяти, внимания, принятия решений и исполнительных функций требует точного определения времени и синхронизации, обычно в пределах от миллисекунды до минуты", — объясняет в своем заявлении Амаль Алачкар, автор нового исследования и профессор кафедры фармацевтических наук Калифорнийского университета в Ирвайне (США).
С другой стороны, многие клетки нашего тела, в том числе и клетки полосатого тела, покрыты ресничками. В то время как некоторые из этих подвижных ресничек выполняют функцию перемещения материалов на поверхности клеток (например, реснички клеток легких), реснички полосатого тела считаются неподвижными и функционируют скорее как своего рода сигнальное звено, обнаруживая и передавая электрические сигналы.
Однако точные механизмы, посредством которых эти реснички участвуют в таких функциях мозга, как регуляция поведения в ответ на стимулы окружающей среды, до сих пор неизвестны. Новое исследование, опубликованное в журнале , направлено на то, чтобы понять, как реснички в полосатом теле могут участвовать в регуляции восприятия времени, и, возможно, открыть новые мишени для лечения поведенческих нарушений и различных неврологических расстройств.
"Наши результаты могут революционизировать наше понимание функции мозга и психических расстройств в контексте критической задачи, выполняемой этими ранее не признанными органеллами в центральной часовой функции мозга", — говорит Алачкар.
Пытаясь понять роль ресничек в клетках полосатого тела, исследователи в новом исследовании генетически сконструировали мышей таким образом, что клетки полосатого тела их мозга были лишены ресничек. Подвергая их различным упражнениям (таким как ориентирование в лабиринте или распознавание различных мест и объектов), исследователи обнаружили, что генетически модифицированные грызуны были неспособны обучаться новым двигательным задачам, демонстрировали повторяющееся двигательное поведение и затягивали процесс принятия решений.
Хотя мыши сохранили долгосрочную память и ранее приобретенные двигательные навыки, они не могли достаточно быстро вспомнить новую информацию о своем окружении (местоположение и ориентацию).
Более того, мы еще не знаем, можно ли перенести эти результаты на человека и имеют ли реснички нашего полосатого тела те же функции, что и у мышей. Тем не менее это открытие может открыть новый путь в поиске методов лечения патологий, влияющих на мозг и поведение. "Наши результаты могут открыть новые возможности для эффективного вмешательства с помощью целевой терапии на ресничках", — заключает Алачкар.