Канделябры мозга: как нейроны зажигаются от новизны

Давайте проведём мысленный эксперимент. По дороге на работу вы замечаете новое кафе. Первый день: «Ого, что это тут выросло?». Второй день: «А, ну да, новое кафе». Неделя спустя: вы проходите мимо, даже не повернув головы. А теперь представьте обратную ситуацию: на привычном месте вдруг зияет пустота, где всегда был почтовый ящик. Сначала шок, потом лёгкое недоумение, а потом мозг просто стирает старую картинку, принимая пустоту как данность. Знакомое чувство?

Исследователи из Нидерландского института нейронаук как раз и спросили себя: что за нейронный переключатель срабатывает в такие моменты? Какие конкретно клетки кричат мозгу: «Эй, тут что-то не так!»? Должна же быть какая-то материальная основа у нашего «вот это да!».

Под подозрение попали малоизученные обитатели коры – те самые клетки-канделябры. Они считаются тормозными нейронами, но что именно они тормозят и как – долгое время было загадкой. До этого момента.

Мыши в виртуальной реальности, или Как поймать нейрон на удивлении

«Мы многое знаем о других тормозных нейронах, а клетки-канделябры упорно молчали, — объясняет нейробиолог Коэн Сенетт. — Всё потому, что у них нет чёткой генетической метки, чтобы их легко выделить. Но мы создали мышиную модель, где эти клетки светятся. Теперь мы можем не только увидеть их, но и засечь момент, когда они просыпаются».

«Для начала мы просто наблюдали, — говорит Сенетт. — На что откликаются эти клетки в зрительной коре? Когда мышь бежит? Когда перед ней мелькают картинки?»

И тут началось самое интересное. «Мы поместили мышь в виртуальный туннель. Пока она бежала, стены туннеля двигались назад, создавая иллюзию движения. Всё как обычно. Но мы устроили сюрприз: мышь бежала, а туннель — нет. Он застыл. И тогда наши клетки-канделябры взорвались активностью! Они буквально сошли с ума, подавая сигналы». Представьте этот момент: весь внутренний мир мыши кричит «Этого не может быть!». И это не метафора, а всплеск электрических импульсов.

Почему удивление — лучший учитель? Спросите у синапсов

«Мы выяснили, что суть не в конкретном стимуле, — подключается соавтор работы Кристиан Левельт. — Важна именно его неожиданность. И есть второй важнейший аспект — привыкание. Сначала реакция мощная, но с повторением сходит на нет».

«Это и есть пластичность в чистом виде, — продолжает Левельт. — Клетки не просто пассивно реагируют, они адаптируются, и мы можем увидеть эти изменения в синапсах — контактах с другими нейронами. Теперь мы лучше понимаем, почему события, которые нас поражают, так хорошо записываются в память. Оказывается, клетки-канделябры не просто сигнализируют об изменении, они сами меняются, облегчая обучение на сюрпризах. Так что в следующий раз, когда что-то поразит вас, поблагодарите свои клетки-канделябры — они только что начали перестраивать ваши нейронные связи, чтобы этот урок остался с вами надолго».