Специалисты из Медицинского центра Джонса Хопкинса применили технологию «заморозки» для изучения микроскопических взаимодействий между нейронами, через которые осуществляется передача сигналов в мозговой ткани как мышей, так и людей. Ранее наблюдение за такими быстрыми событиями было затруднительно, но новый метод позволяет «запечатлеть» ключевые моменты на доли секунды и анализировать их под электронным микроскопом.
Техника основана на сверхбыстром замораживании: мозговую ткань стимулируют электрическими импульсами и мгновенно охлаждают, получая детальный снимок процессов. В исследовании, опубликованном в журнале Neuron, данный метод использовался на образцах коры человека, полученных во время операций по лечению эпилепсии, что дало возможность наблюдать реальные процессы.
Основное внимание уделялось синаптическим везикулам, которые хранят химические сигналы. Они сливаются с мембраной, выделяют содержимое и быстро возвращаются в исходное состояние, обеспечивая стабильную передачу импульсов. Нарушения в этом процессе могут привести к заболеваниям, включая различные формы болезни Паркинсона.
С помощью комбинации электрической стимуляции и мгновенного замораживания ученые проследили путь везикул от выброса сигнала до их «перезагрузки». В образцах тканей мышей и людей был найден белок Dynamin1xA, ключевой для быстрого эндоцитоза, что указывает на общность принципов работы сигналов в человеческом мозге.
Это открытие предоставляет возможность понять, на каком этапе болезни Паркинсона происходит сбой передачи сигналов. На следующем этапе исследования будут проанализированы образцы тканей пациентов, проходящих глубокую стимуляцию мозга, для изучения динамики везикул в условиях заболевания.