Загадки обонятельной луковицы

Обонятельная система.
Источник: Атлас: Нервная система человека. М.: PerSe, 2001

Сотрудники Исследовательского института в калифорнийской Ла-Джолле с помощью вируса бешенства (Sindbis), способного проникать в нервные клетки, провели картирование обонятельной коры мозга. Клетки этой зоны мозга получают отростки-проекции нейронов ольфакторной (то есть обонятельной) «бульбы». Это овальное образование на основании мозга состоит из клеток, аксоны которых формируют ольфакторный нерв. Известно, что в ходе эмбрионального развития нервные стволовые клетки, образующие «бульбу», выселяются вперед в направлении носа.

Для «засвечивания» обонятельных нейронов и их далеко идущих отростков с помощью вируса в клетки вносили два светящихся, то есть флюоресцентных, белка, испускающих при возбуждении его молекул кванты зеленого и желтого или красного цвета. Переадресация обонятельных импульсов в высшие отделы коры осуществляется при посредстве 20–50 промежуточных, митральных нейронов, которые, подобно митре епископа, имеют всего два отростка. Нервные клетки коры «собирают»-интегрируют-коммутируют на себе разряды от самых разных обонятельных клеток, в результате чего создается «образ» различных запахов и ароматов. Коронарные, или поперечные, срезы мышиного мозга позволили воссоздать трехмерную пространственную карту древа взаимных связей нейронов обоняния и их клеточных «мишеней» в коре.

Прежде всего оказалось, что клеточная организация обонятельной луковицы сохраняется и в ее аксонах, идущих к процессинговым центрам. Это позволяет предположить, что мозг использует различные системы кодирования обонятельных импульсов, что подтверждается на уровне отдельных нейронов коры. Отдельные обонятельные клетки иннервируют довольно широкие зоны, форма и размеры которых различаются от мыши к мыши. Даже у одного и того же животного нейроны обоняния дают самые разные связи, которые довольно часто перекрываются. Неудивительно поэтому, что и среди людей, у которых с обонянием по сравнению с животными не ах, встречаются выдающиеся композиторы духов.

С совершенно иной стороны подошли к решению проблемы обоняния специалисты Университета Саарланда в Германии, кооперировавшиеся с учеными парижского Университета Декарта, а также Йельского и Кембриджского университетов. Они сконцентрировали свое внимание на натриевом белковом канале, представляющем собой большой протеин, встроенный в мембрану-оболочку нервной клетки. При поступлении импульса канал открывается и начинает пропускать ионы натрия. Несколько лет назад в Англии была обнаружена семья пакистанцев, трое детей которой вовсе не испытывают боли (врожденная анальгезия). Ученые обнаружили, что определенные мутации в гене канала приводят к аносмии, или отсутствию различения запахов как у мышей, так и у человека.

При обследовании пациентов с аносмией было выявлено несколько изменений в гене. Для подтверждения роли канала в отсутствии обоняния ученые выключили его ген у мышей. К их удивлению, мутантные обонятельные нейроны продолжали генерировать потенциалы действия, или импульсы, однако сигнал не передавался дальше в силу нарушения «проводимости» синапсов (точек контакта нейронов). Ген-модифицированные мыши не шли на запах пищи и не убегали при появлении запаха кошки, не справлялись с тестами в ходе кратковременного обучения с помощью запахов, аносмия передавалась матерями к мышатам. Ученые считают, что им удалось создать надежную модель изучения врожденной общей аносмии, что позволяет разрабатывать новые стратегии исследования генетической основы нарушений обоняния и у человека.