Нейрофизиологи опровергают теорию формирования коры мозга, согласно которой все её клетки происходят из одних и тех же предшественников.

Кора головного мозга млекопитающих состоит из шести слоёв клеток. Нейроны, образующие эти слои, заметно отличаются друг от друга. Самый нижний, внутренний слой коры взаимодействует со спинным мозгом и стволом головного: вместе с ними нижний слой коры помогает управлять такими процессами, как, например, дыхание, выполнение движений и т. д. Самый верхний — и самый большой — слой собирает и объединяет информацию от органов чувств, координирует совместную работу полушарий и выполняет ещё ряд функций. Верхний слой — эволюционно самый молодой, его бурное развитие случилось у приматов, и во многом благодаря верхнему слою коры человек получил способность мыслить абстрактно, решать проблемы и планировать свои действия.

Каждый слой формируется в строго определённый момент индивидуального развития, и довольно долго считалось, что судьба любого нейрона, входящего в состав коры, зависит от времени его появления на свет. Общим же предком всех слоёв считались клетки радиальной глии. Радиальная глия, по этой теории, постепенно образует все слои коры, начиная с самого нижнего, а клетки последующих слоёв после появления на свет протискиваются наверх сквозь ряды своих предшественников.

Исследователи из Института Скриппса (США) обнаружили, что при формировании коры дело вовсе не ограничивается единственной популяцией клеток радиальной глии. В своих экспериментах они попробовали проследить за путешествием новорождённых нейронов, относящихся к самому верхнему слою. Для этого использовались мыши, у которых к специфическом белку Cux2, синтезируемому в таких нейронах, был пришит флюоресцентный белок.

К своему удивлению, учёные обнаружили, что ген Cux2 работает уже на ранних стадиях развития эмбриона, когда ни о каком внешнем слое коры ещё и речи нет. Оказалось, что часть клеток радиальной глии с самого начала держит этот ген включённым: именно из них впоследствии и разовьётся верхний, самый «разумный» слой коры. И есть другие клетки радиальной глии, в которых этот ген молчит; из этих клеток получатся другие нейронные слои. Исследователи попробовали вырастить два вида этих клеток в культуре и посмотреть, во что они превратятся, так сказать, на лабораторном столе. Но и в этом случае, как пишут учёные в журнале Science, нейроны верхнего слоя получались исключительно из клеток-предшественниц с включённым геном Cux2.

В развивающемся мозге стволовые глиальные клетки с геном Cux2 в первое время просто делятся, возобновляя запас самих себя. Но на превращение в зрелые нейроны время жизни этих клеток влияния не оказывает: когда их развитие искусственным путём ускоряли, они всё равно превращались именно в нейроны верхнего слоя коры, хотя и несколько преждевременно.

Иными словами, самый верхний слой коры, который приобретает такое большое значение у человека, пользуется индивидуальными стволовыми клетками. Его развитие не зависит ни от времени, ни от места дифференцировки клеток-предшественниц: где бы и когда бы это ни происходило, на выходе всё равно получатся нейроны верхнего слоя.

Это идёт вразрез с господствующими представлениями о формировании мозга у млекопитающих, согласно которым вся кора образуется из одного пула стволовых клеток. Исследователи не исключают, что не только верхний, но и остальные слои коры тоже могут происходить из индивидуальных клеток-предшественников.

Подготовлено по материалам Института Скриппса.

На фото срез через мозг эмбриона мыши; клетки радиальной глии окрашены красным. (Фото CodonAUG.)

Источник: http://science.compulenta.ru/700176/