Ученые идентифицировали новую группу нейронов, которая играет решающую роль в контроле движений влево-вправо при ходьбе, заполняя пробел в нашем понимании взаимодействия ствола мозга и базальных ганглиев. Это открытие дает представление о сложной навигационной системе мозга.
Полученные результаты помогут разработать новые методы лечения болезни Паркинсона. Изучая мышей, команда ученых предвидит аналогичные механизмы у людей, что потенциально может совершить революцию в лечении двигательных расстройств.
Вы когда-нибудь задумывались, что происходит в головном мозге, когда мы двигаемся вправо или влево? Большинство людей этого не делают; они просто делают это, не задумываясь об этом. Но это простое движение на самом деле контролируется сложным процессом.
В новом исследовании ученые обнаружили недостающую часть сложной нервной сети, необходимой для поворотов налево и направо. Открытие было выполнено исследовательской группой, состоящей из Джареда Крегга (Jared Cregg), профессора Оле Кина (Ole Kiehn) с соавторами Копенгагенского университета (University of Copenhagen).
В 2020 году Оле Кин и Джаред Крегг с соавторами определили «руль мозга» — сеть нейронов в нижней части ствола мозга, которая управляет движениями вправо и влево при ходьбе. Однако в то время им было неясно, как эта право-левая цепь контролируется другими областями головного мозга, такими как базальные ганглии.
«Теперь мы обнаружили новую группу нейронов в стволе мозга, которая получает информацию непосредственно от базальных ганглиев и контролирует право-левую цепь», — объясняет Оле Кин.
Со временем это открытие может помочь людям, страдающим болезнью Паркинсона. Исследование было опубликовано в научном журнале Nature Neuroscience.
Базальные ганглии расположены глубоко в головном мозге. Уже много лет известно, что они играют ключевую роль в контроле над добровольными движениями.
Много лет назад ученые узнали, что, стимулируя базальные ганглии, можно влиять на движения правой и левой руки у мышей, однако не знали как.
«Во время ходьбы вы укорачиваете длину шага правой ноги перед поворотом направо и левой ноги перед поворотом налево. Недавно была обнаружена сеть нейронов, расположенная в области ствола мозга, известной как PnO. Именно они получают сигналы от базальных ганглиев и регулируют длину шага, когда мы совершаем поворот, и таким образом определяют, движемся ли мы вправо или влево», — объясняет Джаред Крегг.
Таким образом, исследование дает ключ к пониманию того, как мозг производит эти абсолютно необходимые движения.
В новом исследовании ученые изучали мозг мышей, поскольку их ствол очень похож на ствол мозга человека. Таким образом, исследователи рассчитывают найти аналогичную право-левую цепь в человеческом мозге.
Болезнь Паркинсона вызвана недостатком дофамина в мозге. Заболевание влияет на базальные ганглии, и ученые полагают, что это приводит к неспособности активировать право-левую цепь ствола мозга.
И это имеет смысл, если посмотреть на симптомы, которые проявляются у пациентов с болезнью Паркинсона на поздней стадии заболевания: им часто трудно поворачиваться при ходьбе.
В новом исследовании ученые изучили это на мышах с симптомами, напоминающими симптомы людей с болезнью Паркинсона. Ученые создали так называемую модель Паркинсона, удаляя дофамин из мозга мышей и тем самым вызывая у них двигательные симптомы, аналогичные тем, которые отмечаются у людей, страдающих болезнью Паркинсона.
«У этих мышей были трудности с поворотом, но, стимулируя нейроны PnO, мы смогли облегчить трудности с поворотом», — добавляет Джаред Крегг.
Используя глубокую стимуляцию мозга, ученые в конечном итоге смогут разработать аналогичную стимуляцию для людей. Однако в настоящее время ученые не могут стимулировать клетки человеческого мозга так же точно, как на мышах, где они использовали передовые оптогенетические методы.
«Нейроны в стволе мозга располагаются в беспорядке, и электрическая стимуляция, которая является типом стимуляции, используемым при глубокой стимуляции мозга человека, не может отличить клетки друг от друга. Однако наши знания о мозге постоянно растут, и в конечном итоге мы сможем начать рассматривать целенаправленную глубокую стимуляцию мозга людей», — заключает Оле Кин.
Авторы другого исследования утверждают, что стимуляция блуждающего нерва усиливает связь между желудком и мозгом.
Невролог, мануальный терапевт, рефлексотерапевт АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
Ведёт пациентов неврологического профиля с полным неврологическим осмотром, разработкой плана обследования и схемы лечения пациента (в остром периоде, на этапе реабилитации), динамическое наблюдение.
