Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Человеческие нейроны и обезьяньи работают по-разному

Человеческие нейроны лучше, чем обезьяньи, умеют комбинировать разные импульсные паттерны, но хуже синхронизируются друг с другом.

Когда говорят об отличиях человеческого мозга от обезьяньего, то обычно имеют в виду анатомические особенности: то, как устроены те или иные зоны мозга, что такого есть в облике нейронов, что есть у человека и чего нет у прочих приматов (и наоборот). Однако исследователи из Института Вейцмана и Тель-Авивского университета подошли к проблеме немного иначе – они сразу сосредоточились на том, как работают обезьяньи и человеческие нейроны.

Изображение нейрона с множеством отростков-дендритов и разветвляющимся отростком-аксоном. (Иллюстрация: Peter Cruickshank / Flickr.com

Для сравнения взяли нейроны из двух зон мозга, миндалевидного тела (или амигдалы) и поясной коры. Миндалевидное тело – структура более древняя; её иногда называют центром страха, хотя у неё есть также и другие функции. Миндалевидное тело помогает вовремя почувствовать угрозу и убежать. Поясная кора поддерживает более сложные когнитивные функции, играя большую роль в обучении. Изучить активность отдельно взятых нейронов сейчас уже можно с помощью специальных методов. С обезьянами это проще, чем с людьми, но если нам нужны именно человеческие нейроны, то обычно обращаются к больным эпилепсией, которым в мозг временно вживили электроды, чтобы определить очаг болезни. Попутно такие пациенты участвуют (разумеется, с их согласия) в разных нейробиологических исследованиях, так как имплантированные электроды позволяют заглянуть вглубь живого человеческого мозга.

Авторы работы записали активность около 750 нейронов из амигдалы и поясной коры у пяти обезьян и семи людей; за каждым нейроном следили по несколько часов. В статье в Cell говорится, что и у людей, и у обезьян нейроны амигдалы активничали в более синхронной манере: они дружнее включались и вместе повторяли одни и те же серии импульсов. В поясной коре, напротив, у нейронов был более богатый репертуар: когда нервные клетки работали, они комбинировали больше разных паттернов – рисунков импульсной активности. Однако такое разнообразие в поясной коре происходило за счёт синхронизации: разные нейроны поясной коры согласовывали свою активность в меньшей степени, чем нейроны амигдалы.

Самое главное же было в том, что у человека в целом нейроны демонстрировали заметно большее разнообразие в паттернах – и в миндалевидном теле, и в поясной коре. Для обезьяны в дикой природе важно вовремя среагировать на хищника: все нейроны миндалевидного тела должны вместе скомандовать «беги», и тут не требуется особого разнообразия в нейронной активности. У человека реакции более сложные, он обычно выбирает и комбинирует разные модели поведения и потому для него важнее не максимум синхронности, а разнообразие нейронных реакций, умение нейронов комбинировать разные импульсные рисунки.

С другой стороны, при такой организации активности нейронные сети более подвержены ошибкам, и это, по словам авторов работы, может быть причиной того, что человеку знакомы самые разные психоневрологические расстройства. В будущем исследователи собираются заняться изучением различий в нейронных активностях при психических отклонениях – например, при повышенной тревожности. 

Повышенную тревожность можно наблюдать и у обезьян, и, возможно, сравнивая работу нейронов у тревожных людей и тревожных обезьян, мы сможем понять, что общего и в чём различия у тех и у других в таких психологических состояниях, и в какой степени «обезьяньи» результаты подобных исследований можно распространять на людей.

По материалам Nature.

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)

Статьи по теме