Как наш мозг фильтрует «базар»

Нейроны оболочки таламуса, определяющие важность поступающих в мозг сигналов. Изображение Physorg

Британец Фрэнсис Крик, совместно с Джеймсом Уотсоном открывший двуцепочную спираль ДНК, после этого нобелевского триумфа в 1962 году неожиданно для коллег по бурно развивавшейся молекулярной биологии переключился на изучение… мозга. Вместе со специалистами не менее бурно развивавшейся микроэлектроники он участвовал в создании первого нейрочипа, изображение которого журнал Nature вынес на обложку одного из своих номеров. Под конец жизни Крик постулировал гипотезу, согласно которой мозг защищается от избыточной – нерелевантной – в данный момент информации, не пропуская ее через ворота, у которых стоит надежный страж в виде таламуса.

Таламом греки называли груду (холм) оружия, собранного на поле битвы, оставленного поверженным врагом. Таламусом, или зрительным бугром, врачи и анатомы называют шаровидной формы образование в глубине мозга, выполняющее функции конечного пункта поступления информации – нервных сигналов – со всего тела.

В лаборатории Колд-Спринг-Харбора, неподалеку от Манхэттена в Нью-Йорке, подтвердили правоту мысли Крика, считавшего, что роль таламического стража сенсорных ворот выполняют клетки внешней оболочки зрительного ядра. Они образуют сеть, получившую латинское название «ретикулюм» (сравни: retina – сетчатка глаза), а работа ее нейронов регулируется одной из форм белка Erb. Выключение гена, кодирующего белок Erb у мышей, приводило к дефициту внимания у животных, которые не могли отделить важную информацию (сигналы) от посторонней отвлекающей.

Внимание сотрудников лаборатории к Erb было связано с тем, что мутации в его гене выявлены при шизофрении и таких расстройствах у детей, как аутизм и дефицит внимания с гиперактивностью (ADHD – Attention Deficit and Hyperactivity Disorder). Под микроскопом после выключения гена было заметно укрепление связей между корой и таламусом, что затрудняло динамику переключения внимания у мышей с неважных на релевантные сигналы, с различением которых мозг животных справлялся хорошо.

Теперь авторы статьи в приложении к журналу Nature надеются применить эту важную информацию, указывающую на принципиально новые цели молекулярным фармакологам, чтобы те создавали лекарства для лечения детей и взрослых.