У мозга два типа связи: как нейроны общаются между собой

Как нейроны в вашей голове общаются друг с другом? Представьте себе крошечный док: один нейрон — это пристань (пресинаптическое окончание), от которой отчаливают лодки с химическим грузом (нейромедиаторы). Они пересекают узкий пролив — синаптическую щель — и стыкуются со специальными причалами-рецепторами на соседнем нейроне, передавая ему сигнал. Классическая картина, которую знает каждый студент-биолог.

Но что, если в этом порту есть не один, а целых два разных терминала? Обычно считается, пишет Science Daily, что все сигналы — и случайные «разговоры» нейронов между собой (спонтанная передача), и целенаправленные ответы на внешний мир (вызванная передача) — используют одни и те же причалы и механизмы. Учёные из Пенсильванского университета, экспериментируя на мышах, доказали: это не так. Мозг оказался куда более сложно организованным менеджером, использующим для разных типов активности отдельные «порты» со своими правилами.

«Мы сфокусировались на первичной зрительной коре — самом первом этапе обработки изображения, — объясняет первый автор исследования Юэ Ян. — Мы ожидали, что оба типа сигналов будут развиваться синхронно. Но реальность нас удивила: их пути радикально разошлись сразу после того, как мышата открыли глаза».

И вот что поразительно: как только мозг начал получать поток зрительной информации, целенаправленные, «вызванные» сигналы начали наращивать мощность, а вот фоновые, «спонтанные» разговоры остались на прежнем уровне. Это явный намёк на то, что наш «центральный процессор» управляет ими по-разному. Неужели у мозга есть отдельный отдел для внутреннего диалога?

Чтобы докопаться до сути, исследователи применили химический трюк — активировали рецепторы на принимающей стороне синапса. Результат был показательным: фоновый шум (спонтанная активность) тут же взлетел, а вот чёткий сигнал в ответ на стимул не изменился. Это окончательно подтвердило гипотезу: два типа коммуникации используют функционально разные «порты загрузки».

Зачем такая сложность? Вероятно, это гениальное разделение труда. Спонтанная, фоновая активность поддерживает мозг в тонусе, обеспечивая базовую готовность сети — своего рода гомеостаз. А целенаправленные, вызванные сигналы идут по другим, «приоритетным» каналам, укрепляя нужные связи в процессе обучения (это и есть знаменитая пластичность Хебба). Две системы в одной голове — для стабильности и для гибкости одновременно. Красиво, правда?

Кстати, наши представления о мозге продолжают ломаться. Совсем недавно учёные открыли, что на его пластичность и память напрямую влияют... половые гормоны. Похоже, в этом удивительном органе ещё много неизученных «отделов кадров» и «логистических центров».