Несмотря на кажущуюся простоту мозга красноголовой синей мухи (Calliphora vicina), многое в нём остаётся для учёных загадкой. Так, только недавно немецкие исследователи выяснили, что некоторые нейроны "перехватывают" чужие функции и увеличивают тем самым своё зрительное поле.


В человеческом мозге несколько миллиардов нейронов, каждый из которых связан со своими соседями тысячами контактов. Неудивительно, что нервные клетки обрабатывают сразу несколько видов информации.


Куда уж мухе с её 250 тысячами нейронов тягаться с человеком! Однако исследователи из института нейробиологии Макса Планка ( Max-Planck-Institut für Neurobiologie) убедились, что и мух не надо недооценивать.


Они изучали движение мухи в ответ на зрительные стимулы. Тот факт, что у насекомого за этот вид обработки информации отвечают всего лишь по 60 клеток в каждом полушарии мозга, значительно облегчил работу нейробиологов.


Тем не менее учёные были немало удивлены эффективностью работы всего лишь 120 клеток, которые фактически определяют все манёвры насекомого. Выяснилось, что у нейронов есть определённые "скрытые" возможности.


Исследователи под руководством профессора Александра Борста (Alexander Borst) сузили область изучаемых нейронов до двадцати клеток, отвечающих за вращательные движения мухи (vertical system cell или VS-cell). Каждая клетка (по десять в каждом полушарии) собирает информацию с узкой рецепторной полоски глаза.




Разными цветами показаны три из десяти нейронов, отвечающих за повороты тела мухи в соответствии с визуальными ориентирами, выдаваемыми светочувствительными клетками (слева). "Пересечения" в "хвостах" соседних нейронов показаны красным цветом (иллюстрация Max-Planck-Gesellschaft).

Каждая такая полоска восприятия параллельна соседним, относящимся к другим нейронам. Таким образом они "охватывают" всю поверхность глаза. 


Некоторое время назад коллега Борста Юрген Хаг (Jürgen Haag) предположил, что на концах VS-клеток существуют "контакты" (gap junction), которые воспринимают информацию, поступающую не со "своей" вертикальной полоски, но с соседних, номинально "подчинённых" другим VS-клеткам. И только потом визуальная информация передаётся дальше.


Поначалу учёные не поверили, что одна клетка может работать сразу с несколькими источниками. Тогда нейробиолог Ишай Эляда (Yishai Elyada) решил провести несколько экспериментов. В конце концов он остановился на методе исследования активности нейронов с помощью особого вида микроскопии. Известно, что концентрация ионов кальция в нейроне меняется при изменении его активности, соответственно, если проследить за этим параметром, можно выяснить, когда и в какой части клетки появляется реакция на визуальный раздражитель.


Проделав несколько опытов с Calliphora vicina, учёный подтвердил первоначальные догадки группы: если в "головной" части нейрона реакция активизируется только при стимулировании "собственного" поля зрения, то в "хвостовой" это происходит и тогда, когда движение фиксируют соседние клетки. Получается, что мухи обладают своего рода "двойным зрением", которое помогает им лучше ориентироваться в окружающем пространстве.


Подробнее о проделанной работе читайте в пресс-релизе института и в статье авторов открытия, вышедшей в журнале Nature Neuroscience.


Узнайте также о масштабном исследовании развития нейронных сетей в мозгу сразу нескольких живых организмов, а ещё о том, как учёные попытались "подарить" роботу зрение стрекозы.

http://www.membrana.ru