Раскрыт секрет дополнительного зрения

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 f&?r 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.

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

Некоторое время назад коллега Борста Юрген Хаг (J&?rgen 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.