[Перевод] Новинки нейробиологии: загадочные гигантские нейроны, нейробиология смеха и потенциал LSD

Начнём с новостей из всеми любимой области психоделических исследований. Учёные считают, что смогли расшифровать секрет могущества ЛСД. Это вещество может изменить ваше сознание на период до 18 часов, в отличие, к примеру, от DMT (диметилтриптамина), ещё одной достаточно мощной психоделической субстанции, способной отключить мозг всего на 15 минут. Чтобы разобраться в подоплёке, исследователи решили разобрать поведение ЛСД на молекулярном уровне. Сначала они подождали, пока молекула ЛСД соединится с серотониновым рецептором мозга, а затем они заморозили её в виде кристалла. После этого они построили трёхмерное изображение структуры при помощи рентгеновских лучей. Именно там они увидели нечто необычное: типичные наркотики (и другие молекулы) поступают и уходят из рецепторов примерно так же, как автомобили заезжают и уезжают из гаража. Однако когда ЛСД соединилась с рецептором, она накрылась одной его частью будто крышкой. Эта крышка задержала молекулу внутри рецептора, благодаря чему она смогла работать над психоделическими ощущениями без перерыва. Белки рецепторов постоянно ёрзают вокруг неё, поэтому, в конце концов, эта крышка открывается и освобождает молекулу. Когда учёные создали мутировавший рецептор с крышкой, открывавшейся гораздо легче, они видели, как ЛСД соединялся и отсоединялся гораздо быстрее, и такое кратковременное соединение вызывало иные изменения сигналов в нейроне. У психоделиков есть многообещающий потенциал для лечения беспокойств, депрессии и зависимостей, поэтому разгадка метода действия ЛСД может помочь нам подправить их так, чтобы получить все положительные эффекты, и не отправлять людей в небо с алмазами, а также разработать улучшенные лекарства и подправить существующие.

Молекула ЛСД соединилась с рецептором. Оранжевая палочка в центре – удерживающая её «крышка»

К другим новостям. Учёные недавно обнаружили в мозге кое-что необычное. Будто плющ, обвивающийся вокруг дерева, мозг мыши обнимал гигантский нейрон. Он соединялся практически со всеми участками в обоих полушариях, и напоминал электрическую сеть, питающую город электричеством. Более того, ещё два гигантских нейрона, активно разветвлявшихся в мозге, брали своё начало в том же участке, что и первый.

Они начинались из участка под названием «ограда«, или «клауструм» – тонкого листа из клеток, и одного из участков, обладающих самым большим количеством связей в мозге. Он помогает нам использовать такие когнитивные функции, как долгосрочное планирование. Ранее уже было показано, что клауструм как-то связан с сознанием (стимуляция его электричеством приводила к резкому включению и выключению сознания, а его повреждение коррелировало с продолжительностью потери сознания). Один из авторов рассматриваемой работы ранее предполагал, что клауструм работает, как дирижёр в оркестре, комбинируя все внутренние и внешние ощущения в комплексное восприятие. Если так, то эти гигантские нейроны можно считать доказательством роли, которую клауструм играет в сознании. Исследователи планируют продолжать разметку нейронов, исходящих из клауструма, чтобы понять, все ли они простираются на весь мозг, или же в разных участках они разные. И, хотя очень интересно было найти нейроны, которые, возможно, служат мощным выключателем для осознанного поведения, стоит придержать лошадей и не плодить сенсации вроде «НАЙДЕНО МЕСТОНАХОЖДЕНИЕ СОЗНАНИЯ ОБОЖЕМОЙ!!1». Пройдёт ещё немало времени, прежде чем эти открытия можно будет перенести на людей, и расшифровать механизм, стоящий за таким чудом, как наше сознание.

Гигантские нейроны. Синий – самый большой из них

К менее экзистенциальным новостям. Обнаружено, чем именно отличаются хорошие комики от вашего пьяного дяди, рассказывающего анекдоты про чукчей (и меня, пишущей этот пост). Исследователи сравнили опытных комедиантов-импровизаторов с начинающими, чтобы посмотреть, где в мозге содержится творчество, связанное с юмором. Для этого исследователи сканировали испытуемых, пока те придумывали смешные подписи к карикатурам из New Yorker. Было обнаружено, что в этом процессе активны два участка мозга – срединная префронтальная кора (СПК) и участки временной ассоциативной памяти. Но уровень их активации зависел от опыта комедианта. Опытные шутники гораздо сильнее активировали участок ассоциативной памяти, участвующий в работе памяти, семантического знания, объединении информации в сложные контекстные ассоциации и распознавания языка и видимых объектов. Новички же больше полагались на СПК, область, ответственную за принятие решений и планирование. Казалось, что опыт позволяет шутникам отпускать контроль и разрешать свободным и спонтанным ассоциациям вести себя, вместо того, чтобы с усилием пытаться выдать шутку. Рейтинг шуток также был тем выше, чем больше активировался участок памяти. Пыталась придумать финальную шутку, но моя временная ассоциативная память подвела меня.

И, наконец, футуристические новости. Учёным удалось вырастить мозг из сброшенной кожи! Почти. На самом деле, они превратили клетки кожи в нервные стволовые клетки, из которых смогли вырасти нейроны. И, в отличие от предыдущих подобных экспериментов, всё это было проделано без генетических манипуляций. А это важно, поскольку означает, что такая технология может помочь бороться с нейродегенеративными заболеваниями (типа, «берём немножко кожи и заменяем все погибшие из-за Паркинсона клетки»), и что мы теперь сможем изучать генетические заболевания нервной системы в пробирке – клетки кожи, превращающиеся в нейроны, будут нести ту же генетическую мутацию, что приводит к заболеванию, поэтому настоящие нейроны у человека брать не придётся.