Клеточные модели мозга научились воспроизводить чувство пространственной организации

Клетки места в гиппокампе мозга — нейроны, которые активируются, когда животное находится в определённой точке пространства — считаются одним из ключевых элементов нейронного компаса. Их появление прежде связывали с необходимостью движения в реальном пространстве, сенсорных сигналов и обучения. Новое исследование, описанное на Phys.org, обнаружило нечто неожиданное: клетки с похожей пространственной специализацией появляются даже в мозговом органоиде, который никогда не «двигался» и не воспринимал внешнего пространства.

Исследовательская группа вырастила из стволовых клеток человека мозговые органоиды — небольшие трёхмерные структуры, воспроизводящие некоторые черты раннего гиппокампа. После нескольких месяцев роста органоид анализировали методами одноклеточной РНК-секвенсации и кальциевых изображений для регистрации нейронной активности.

Обнаружилось следующее:

— часть нейронов органоида демонстрировала устойчивые паттерны активности, аналогичные клеткам места: они были «настроены» на конкретные конфигурации нейронной активности других клеток в сети; — некоторые нейроны проявляли регулярные паттерны, напоминающие клетки решётки (grid cells); — эти паттерны возникали без какого-либо внешнего сенсорного сигнала — исключительно через внутреннюю динамику органоида.

Это открытие имеет глубокие импликации. Оно означает, что базовая нейронная архитектура пространственного представления может быть «встроена» в мозг генетически, а не формироваться исключительно опытом. Кроме того, органоид как инструмент для изучения нейронных механизмов навигации приобретает новую ценность.

Органоиды значительно проще настоящего мозга. Насколько эти наблюдения переносятся на полноценные нейронные системы — предстоит выяснить.

Ранее pronedra.ru писал о признаках старения мозга на МРТ.