Выяснилось, что аксоны нейронов — не гладкие трубки, как рисуют в учебниках, а цепочки крошечных вздутий. Это меняет понимание передачи сигналов в мозге.
Ученые Университета Джонса Хопкинса и Калифорнийского университета в Сан-Диего выяснили: аксоны нейронов — отростки клеток мозга, по которым передаются электрические сигналы, — устроены совсем иначе, чем принято изображать в учебниках. Вместо гладкого цилиндра вдоль аксона тянется цепочка крошечных вздутий, напоминающая нанизанные жемчужины. По версии авторов, именно эти структуры регулируют скорость нейронной передачи.
Причина столетней ошибки кроется в методологии подготовки образцов. При традиционной сушке тканей перед электронной микроскопией клетки деформировались до неузнаваемости. Ведущий автор работы, доцент Шигэки Ватанабэ из Университета Джонса Хопкинса, пояснил, что при стандартной электронной микроскопии ткани фиксируют и обезвоживают — именно это искажает форму клеток, — тогда как заморозка сохраняет прижизненную структуру: по его аналогии, замороженный виноград остается виноградом, а высушенный превращается в изюм. Его группа применила метод сверхбыстрого высокоплотного замораживания и впервые получила образцы, сохранившие прижизненную структуру. Аксоны примерно в сто раз тоньше человеческого волоса — прежде рассмотреть их истинную форму с достаточным разрешением попросту не удавалось.
На снимках мозговой ткани мышей и человека обнаружились характерные вздутия — так называемые несинаптические варикозы, не связанные с точками передачи сигнала, — диаметром около 200 нанометров, разделенные тонкими перемычками шириной около 60 нанометров. Математическую модель строения разработала группа профессора Падмини Рангамани из Калифорнийского университета в Сан-Диего: расчеты показали, что «жемчужная» геометрия определяется физическими свойствами мембраны, в первую очередь содержанием холестерина. Эксперименты с целенаправленным изменением уровня холестерина подтвердили прогноз — форма аксонов менялась предсказуемым образом.
Источник: hi-tech.mail.ru