Белок Nodal делает мозг асимметричным
Когда мозг человека только развивается, его полушария заняты «перетягиванием каната», то есть новорожденных нейронов. Именно это и делает мозг асимметричным, считают авторы новой работы.
Асимметрия в функциях головного есть не только у человека. Ее находят у большинства животных. Причем «левый уклон» становится очевидным еще во время внутриутробного развития. По предположениям ученых, асимметрия в мозге нужна для того, чтобы оба полушария получили индивидуальную специализацию и работали более эффективно, не конфликтуя друг с другом.
Предыдущие исследования показали, что у цыплят, которых растили в полной темноте, асимметричность мозга становится меньше. Вместе с ней у птиц пропадает и «многозадачность». Они все еще могут клевать пищу или следить за хищником, но делая что-то одно. Попытка совместить два действия получается у подопытных кур гораздо хуже, чем у «асимметричных» собратьев.
Однако до сих пор ученые могли только предполагать, какие механизмы вызывают развитие асимметрии мозга, говорят ученые из команды профессора Стефена Уилсона (Stephen Wilson) из Лондонского университетского колледжа (University College London).
Лондонцы изучали развитие мозга у традиционных лабораторных рыбок данио. Биологам удалось обнаружить белок Fgf 8, основное занятие которого заманивать нервные клетки. Причем его нашли в обоих полушариях мозга. Fgf 8 с разных сторон тянули на себя «канат» в виде мигрирующих групп новорожденных нервных клеток. Борьба так и осталась бы нечестной и затяжной, если бы не «союзник» упорного Fgf 8 – белок Nodal, который присутствует только на левой стороне организма. И участвует в формировании левосторонней асимметрии.
Когда Nodal объединяется с Fgf 8, коллективными усилиями им удается утащить группы нервных клеток налево. Следующий за этим каскад событий приводит к тому, что с точки зрения организации связей между нейронами два полушария получаются разными.
Помимо определения асимметрии мозга Nodal играет значительную роль во всем организме. Благодаря его усилиям сердце позвоночных всегда находится слева, печень – справа, а кишечник не опутывает легкие.
Как говорят исследователи, Nodal можно выключить и тогда соревнование между полушариями станет более справедливым, потому что у группы нервных клеток появятся равные шансы попасть направо или налево. Но не тут-то было. «Уклон» восстанавливает оставшийся в одиночестве Fgf 8. Его количество в одном из полушарий значительно увеличивается, и нервные клетки снова тянутся в одну сторону.
«Специализация полушарий и определение доминирующей конечности, которые зависят от межполушарной асимметрии, не критичны для выживания конкретного организма, -- рассуждает профессор Уилсон, -- но могут гарантировать, что у всех представителей вида появится согласованное поведение. И это очень важно для таких социальных живых организмов, как стайные рыбы или люди».
Результаты исследования авторы опубликовали в журнале Neuron.