Ваш мозг — навигатор: как мы находим дорогу в пространстве

Итак, что же выяснили нейробиологи? Они буквально подсмотрели, как работает нейронный механизм гиппокампа — той самой области мозга, которая отвечает за ориентацию в пространстве и понимание «где я?».

«Всё просто: животные и люди ориентируются благодаря гиппокампу. Он строит внутреннюю карту местности и постоянно сверяется с ней, чтобы мы не заблудились в трёх соснах, а точнее — на собственной кухне», — объясняет соавтор исследования доктор Барна Дудок.

Нейроны в гиппокампе работают слаженным ансамблем, чтобы создать карту конкретного места. Допустим, вашей кухни. Один нейрон «загорается» у кофемашины, другой — у шкафа с крупами, третий — у окна. Получается живой, пульсирующий план квартиры, нарисованный электрическими импульсами.

«Когда вы в одной зоне — активна одна группа нейронов. Сделали шаг в сторону — «включилась» другая. Мы наблюдали за мышами и в реальном времени видели, как смена декораций в мозге происходит на уровне отдельных клеток. Мозг буквально читает своё местоположение по тому, какие нейроны сейчас горят», — говорит Дудок.

Нейроны-картографы и их химический язык

И вот здесь учёных ждал сюрприз. Оказалось, когда «нейроны места» активируются, они выделяют эндоканнабиноиды. Это особые липидные молекулы, похожие на жиры, которые работают как нейромедиаторы — передают сообщения между клетками. Звучит скучно? А ведь это, возможно, ключевой «чернила», которыми мозг рисует свои карты.

Чтобы это увидеть, исследователи применили хитроумные методы оптогенетики, заставив сигналы эндоканнабиноидов светиться, и через микроскоп наблюдали за мозгом мыши, бегущей в колесе. Прямо как в фантастическом триллере!

«Когда я увидел эти изображения, всё стало очевидно: по вспышкам эндоканнабиноидных сигналов можно было чётко отследить, где находится мышь в её виртуальном пространстве», — делится впечатлениями Дудок.

Сигнал оказался мгновенным — вспыхнул и погас. Он был точечным и специфичным только для определённых нейронов. Похоже, это идеальный механизм для быстрого кодирования информации: «Я здесь!»

Но что, если этот механизм сломать? Учёные решили проверить. Они искусственно «заглушили» рецепторы к эндоканнабиноидам в нейронах, разорвав эту тонкую цепь. И что же? Гиппокамп начал путаться. Внутренний GPS давал сбои, карта окружающего мира становилась неточной. Прямое доказательство: без этого химического диалога ориентироваться гораздо сложнее.

А вот что действительно заставляет задуматься. «Ранее мы и другие группы показали, что эпилептические припадки вызывают мощный выброс эндоканнабиноидов. Не поэтому ли у людей с эпилепсией часто возникают проблемы с памятью и ориентацией?» — задаётся вопросом Дудок. — «Детальный разбор этой системы может привести нас к созданию лекарств, которые, регулируя эндоканнабиноидный путь, помогут облегчить когнитивные симптомы при эпилепсии». Выходит, изучая, как мы не теряемся, мы можем помочь тем, кто теряется чаще других.