Одним из удивительных фактов о мозге является то, что почти половину всех его нейронов составляет один тип – гранулярные клетки мозжечка. Эти нейроны обеспечивают правильность и чёткость движений. До недавнего времени учёные могли лишь делать предположения о принципах их работы, но недавно в журналах Nature и Nature Neuroscience вышли статьи, рассказывающие об экспериментально установленных принципах их работы.

granule

Структуры мозжечка — параллельные волокна, клетки Пуркинье (P) и гранулярные клетки (GR)

Средняя гранулярная клетка имеет всего четыре дендрита. Ещё в семидесятых годах Дэвид Марр и Джеймс Альбус предположили, что эти клетки образуют своего рода расширяющий граф, который кодирует сенсомоторную информацию и передаёт её клеткам Пуркинье (о них подробно — в нашем материале серии «Нейронауки для всех». Но только теперь, когда с помощью кальциевого имиджинга проследили за активностью отдельных популяций нейронов в живом и бодрствующем животном, учёные смогли воочию понаблюдать за их работой.

Авторы статьи в Nature показали, что помимо сенсомоторных данных гранулярные клетки кодируют информацию о полученном (или не полученном) вознаграждении. Пока непонятно, куда клетки передают эти данные, но полученные результаты дают ключ к пониманию уже известных связей мозжечка с аффективными и психическими расстройствами.

В свою очередь, авторы двух статей в Nature Neuroscience (первая и вторая) установили, что в гранулярных клетках кодируются предположения о предстоящих событиях, ассоциированных с безусловным стимулом. Раньше это свойство «отдавали» клеткам Пуркинье.

Теперь стало понятно, что функции мозжечка выходят далеко за рамки сенсомоторного поведения. Очередь за конкретикой и дальнейшим изучением этих взаимосвязей.

Текст: Галина Клинк

Cerebellar granule cells encode the expectation of reward by Wagner, M. J., Kim, T. H., Savall, J., Schnitzer, M. J., & Luo, L. in Nature. Published online March, 2017.

nature

Cerebellar granule cells acquire a widespread predictive feedback signal during motor learning by Giovannucci, A., Badura, A., Deverett, B., Najafi, F., Pereira, T. D., Gao, Z., … & De Zeeuw, C. I in Nature Neuroscience. Published online March, 2017.

Cerebellar granule cells expand their talents by Becker, M. I., & Person, A. L. in Nature Neuroscience. Published online April, 2017.

nature neurosci