Открыта бесконтактная коммуникация клеток мозга

Школьные учебники по биологии рассказывают, что нейроны передают информацию посредством химических сигналов, пересылаемых через синапсы, места контактов между аксонами, отростками нервных клеток. Учёные из венгерского университета Сегеда (Szegedi Tudom?nyegyetem) обнаружили, что это не всегда так.

Нейроны могут обмениваться сигналами не только через синапсы (сhemical synapse) (иллюстрация с сайта zptech.net).

Биологи из Венгрии решили поэкспериментировать с нейроглиаформными клетками (neurogliaform cell), расположенными в коре головного мозга. Предыдущие исследования в данной области показали, что эти клетки блокируют работу других клеток мозга, испуская нейромедиатор под названием гамма-аминомасляная кислота (GABA), который обычно передаёт информацию через синапсы.

Однако были и отдельные свидетельства того, что этот нейромедиатор может выходить в межклеточное пространство, перенося таким образом информацию к тем нейронам, с которыми нет контакта через синапс. Никто из учёных не мог объяснить это странное явление, так как по всему выходило, что в таком случае необходимо, чтобы сразу множество нейронов испустили достаточное количество GABA.

Венгры решили разобраться в этом вопросе более тщательно. Они исследовали клетки мозга крыс и человека при помощи электронного и обычного микроскопов и выяснили, что аксоны нейроглиаформных клеток не обычные (длинные и тонкие), а ветвистые (с множеством боковых кончиков). Плотность таких аксонов сильно возрастает в тех областях, где нейромедиатор выходит в межклеточное пространство.

В своей статье, вышедшей в журнале Nature, авторы пишут, что в среде нейроглиаформных клеток GABA направлялась именно через синапс лишь в 11 случаях из 50, во всех остальных вещество распространялось примерно так же, как вода из пульверизатора.

Прохождение нервного импульса (показано стрелкой) по системе из трёх нейронов (иллюстрация Dorland's Medical Dictionary).

Дополнительные эксперименты позволили выяснить и другую необычную особенность: единичная нейроглиаформная клетка могла испустить такое количество нейромедиатора, что его хватало сразу на несколько близлежащих нейронов, с которыми не было контакта через синапс.

Кстати, на самих нейроглиаформных клетках присутствуют рецепторы, чувствительные даже к небольшим дозам GABA. Это может означать, что клетки посредством этого нейромедиатора могут общаться не только с другими клетками, но и между собой. Эти же рецепторы воспринимают сигнал от нейростероидов (neurosteroid), веществ, вырабатываемых мозгом в периоды беспокойства и депрессии. Возможно, варьируя их концентрацию, мозг регулирует работу нейроглиаформных клеток.

"Большинство нынешних работ по физиологии концентрируются вокруг передачи сигналов через синапсы. Однако, как показывает нынешнее исследование, не стоит игнорировать и "обходные пути". Нельзя качественно объяснить работу мозга, если не учитывать импульсы, передаваемые через межклеточное пространство", — комментирует выводы венгерских учёных нейрофизиолог Алексей Семьянов (Alexey Semyanov) из японского института исследования мозга.