Как нервная клетка «слушает» сразу две цели: опыт на червях

В мозге есть особые «разветвлённые» синапсы: одна передающая площадка нервной клетки обращена сразу к двум получателям. Такие контакты встречаются во многих отделах мозга и связывают с обучением и памятью, но как именно они работают, было неясно.

Чтобы разобраться, исследователи взяли круглого червя Caenorhabditis elegans — простой организм, у которого такие синапсы удобно изучать. У червя есть двигательные нервные клетки, выделяющие ацетилхолин (вещество-передатчик сигнала). Каждая такая клетка образует контакт сразу с двумя целями: мышцей тела и тормозной нервной клеткой, работающей на ГАМК.

Оказалось, что если уменьшить число рецепторов к ацетилхолину у любой из двух целей, то в передающей клетке становится меньше кальциевых каналов — а значит, выделяется меньше сигнального вещества. То есть обе цели могут «сообщать» передающей клетке о своём состоянии и влиять на силу сигнала.

Когда учёные убрали одну из целей (тормозную клетку), рецепторы ГАМК появились в необычном месте — на контакте с мышцей. И это, наоборот, усилило передачу сигнала. Похоже, кальциевые каналы в передающей клетке связаны с рецепторами обеих целей, и каждая цель может менять сигнал, идущий к обеим.

Это работа на червях, а не на людях, поэтому переносить выводы на человеческий мозг напрямую нельзя. Но она помогает понять базовый принцип работы сложных синапсов.