Биологи подглядели, как мозг обучается
Когда животное или человек осваивает новый навык, в его мозге возникают новые связи между нервными клетками, причем они образуются группами - кластерами, показали нейробиологи из Калифорнийского университета в городе Санта-Крус.
Они обучали мышей новому поведению – грызунам надо было просунуть лапу в щель, чтобы подгрести к себе семечко. При этом в нейронах моторной коры их мозга возникали изменения – короткие отростки нейронов – дендриты – отращивали шипики, которые служат местом контакта с длинным отростком – аксоном, другого нейрона. Таким образом, формировались новые межклеточные контакты – синапсы.
Чтобы увидеть это в мозге живой мыши, ученые работали с трансгенными животными, в нейронах моторной коры которых синтезировался зеленый флуоресцирующий белок. С использованием специальной техники (двухфотонного микроскопа) они могли наблюдать за отдельными нейронами через крошечное отверстие в черепе мыши.
Собственно, о том, что при новом обучении всегда возникают новые синапсы, науке уже давно известно. Но сейчас ученые впервые проследили тем, как это происходит в пространстве мозга. Они увидели, что синапсы образуются группами, один рядом с другим. А поскольку местом контакта служит шипик, что и шипики на дендритах возникают группами.
В результате новое обучение ведет к возникновению кластера межнейронных контактов, которые работают согласованно.
Другой навык сопровождается образованием другой группы шипиков и, соответственно, другой группы синапсов. Ученые увидели это, когда тех же мышей учили через щель брать лапой кусочек пасты (макаронное изделие). И, наконец, они убедились в том, что кластеры синапсов возникают только при многократном повторении движения.
Статью с результатами своей работы авторы опубликовали в последнем выпуске Nature.