Проводник сознания
                Нейроны клауструма помечены синаптофизином-GFP (пресинапсы показаны зеленым) и WGA (область трансинапса красным). Все нейрональные клеточные тела и дендриты окрашены анти-MAP2 (синий). Кредит: RIKEN

Для ученых, ищущих «контрольную комнату» мозга, «область, называемая клауструм, появилась в качестве убедительного кандидата. Считается, что эта малоизученная глубокая структура мозга является местом, где объединяются многочисленные чувства, внимание контролируется, и сознание возникает. Наблюдения за мышами в настоящее время подтверждают роль клауструма как центра для координации деятельности по всему мозгу. Новое исследование Центра исследований мозга RIKEN (CBS) показывает, что медленная мозговая активность, характерная для сна и отдыха состояниями управляет клауструм. Синхронизация тихих и активных состояний по большим частям мозга этими медленными волнами может способствовать сознанию.
                                                                                       

Случайное открытие фактически привело к тому, что Йошихиро Йошихара, руководитель группы CBS, начал расследование проблемы. Его лаборатория обычно изучает обоняние и обнаружение феромонов, но они случайно наткнулись на генно-инженерный штамм мыши со специфической популяцией клеток мозга, которая присутствовала только в клауструме. Эти нейроны могут быть включены с использованием оптогенетической технологии или выборочно подавлены посредством генетических манипуляций, что позволяет изучать то, что оказалось обширной сетью, контролируемой клауструмом. Исследование Йошихара и его коллег было опубликовано в журнале Nature Neuroscience 11 мая.

Они начали с составления карты входов и выходов клауструма и обнаружили, что многие области мозга более высокого порядка посылают соединения к клауструму, например, те, которые связаны с ощущением и управлением двигателем. Исходящие соединения из клауструма были широко распределены по всему мозгу, достигая многочисленных областей мозга, таких как префронтальная, орбитальная, поясная, моторная, островковая и энторинальная кортикальные области. «Клауструм находится в центре широко распространенной мозговой сети, охватывающей области, которые участвуют в когнитивной обработке», — говорит один из первых авторов Кимия Нарикио. «По сути, он достигает всех высших областей мозга и всех типов нейронов, что делает его потенциальным организатором всей мозговой деятельности».

Действительно, это то, что исследователи обнаружили, когда оптогенетически манипулировали нейронами клауструма. Нервное возбуждение в клауструме тесно коррелирует с активностью медленных волн во многих областях мозга, которые получают информацию от клаустрома. Когда они искусственно активировали клауструм с помощью оптогенетической световой стимуляции, он подавлял активность мозга в коре — явление, известное как «состояние» не в порядке «», которое можно наблюдать, когда мыши спят или отдыхают. Известно, что состояния «вверх» и «вниз» синхронизируются через кору с помощью медленных волн активности, которые перемещаются от передней части мозга к задней части. «Медленная волна особенно важна во время сна, потому что она способствует гомеостазу синапсов в мозге и консолидирует воспоминания о предшествующем периоде бодрствования», — комментирует Йошихара.

Клауструм оказывается жизненно важным для создания этой медленной волны деятельности. Генетическое удаление нейронов клауструма значительно уменьшило медленные волны в лобной коре. «Мы думаем, что клауструм играет ключевую роль в инициировании пониженных состояний во время медленной волны, благодаря ее широкому распространению во многих областях коры», — говорит Йошихара. Когда эти области впоследствии переходят в рабочее состояние и запускаются синхронно, это служит для «воспроизведения» воспоминаний, передачи информации между областями и консолидации долговременных воспоминаний, «всех функций, которые могут косвенно вносить вклад в сознательное состояние», отмечает Йошихара. «Клауструм является координатором глобальной медленной активности, и это настолько волнительно, что мы все ближе приближаемся к тому, чтобы связать конкретные мозговые связи и действия с конечной загадкой сознания».




Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *