На фото — нейроны под микроскопом
Ученые научились «слышать» самые тихие сигналы мозга — химические сообщения, которые нейроны получают перед тем, как принять решение о передаче импульса.
Долгое время нейробиологи могли наблюдать лишь итог работы нервных клеток — электрические импульсы, которые нейроны отправляют дальше. Но то, как именно они обрабатывают входящую информацию, оставалось почти невидимым.
В центре открытия — новый белок-сенсор, способный фиксировать крайне слабые химические сигналы, связанные с выделением глутамата.
Этот нейромедиатор играет ключевую роль в обучении, памяти и формировании эмоций, однако его активность сложно измерять: сигналы короткие и малозаметные.
Разработанный сенсор позволяет отслеживать глутамат в реальном времени — в тот момент, когда нейрон получает информацию от других клеток.
Это принципиально меняет возможности исследования мозга.
Каждый нейрон принимает тысячи входящих сигналов, и именно их комбинация определяет, «сработает» клетка или нет.
Наблюдая эти входы напрямую, ученые могут изучать, как мозг принимает решения, формирует воспоминания и выполняет сложные вычисления.
Открытие важно и для медицины. Нарушения передачи глутамата связывают с болезнью Альцгеймера, эпилепсией, шизофренией и расстройствами аутистического спектра.
Новый метод позволяет точнее изучать, где именно в этой цепочке возникает сбой.
Кроме того, сенсор можно использовать в разработке лекарств — чтобы видеть, как препараты влияют не на абстрактную активность мозга, а на реальные синаптические сигналы.
Белок, получивший название iGluSnFR4, был создан совместно исследователями Allen Institute и Janelia Research Campus.
Белок iGluSnFR4 работает как молекулярный индикатор глутамата, фиксируя даже самые слабые сигналы на уровне отдельных синапсов. По словам ученых, раньше нейронауку можно было сравнить с чтением текста, в котором известны отдельные слова, но не их порядок. Теперь появляется возможность увидеть целостную «фразу» нейронного общения.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Methods, открывает новое окно в понимание работы мозга и дает ученым инструмент для изучения процессов, которые раньше оставались за пределами наблюдения.
DOI: 10.1038/s41592-025-02965-z
Источник: vk.com
Источник: ai-news.ru
