Классическое представление об анатомии клеток мозга, описанное во всех учебниках, оказалось неполным. Оказалось, что отростки нейронов имеют сложную рельефную структуру, которая активно участвует в регулировке скорости передачи электрических импульсов. 

Ученые выяснили, что отростки нервных клеток — аксоны — вовсе не похожи на гладкие длинные трубки, как это изображалось на анатомических схемах более 100 лет. Источник: университет Квинсленда

Исследователи из Школы медицины Университета Джона Хопкинса совершили открытие, которое заставит переписать базовые главы учебников по нейробиологии. Они выяснили, что отростки нервных клеток — аксоны — вовсе не похожи на гладкие длинные трубки, как это изображалось на анатомических схемах более 100 лет. Статья об открытии опубликована в журнале Nature Neuroscience.

Применив передовые методы заморозки и электронной микроскопии, ученые разглядели на поверхности этих тончайших биологических кабелей серию крошечных утолщений. Увиденная структура визуально напоминала нанизанные на нить жемчужины, причем эти вздутия не были связаны с повреждением клетки или болезнями.

Биофизики быстро создали компьютерную модель необычной мембраны, чтобы понять причину возникновения такого сложного рельефа. Математические расчеты показали, что удаление холестерина из оболочки делает ее более мягкой, что в свою очередь меняет форму «жемчужин» и замедляет прохождение электрических сигналов. 

Биофизики быстро создали компьютерную модель необычной мембраны, чтобы понять причину возникновения такого сложного рельефа. Источник: Nature

Эксперименты с живыми нейронами подтвердили, что структура аксона невероятно пластична и может менять форму прямо в процессе работы. После интенсивной электрической стимуляции утолщения на отростках увеличивались в размерах, что доказывает их активное участие в настройке мозговых сигналов.

Чуть позже независимая группа ученых подтвердила наличие точно таких же структур в образцах коры головного мозга человека. Эти данные доказывают, что мозговая проводка не является жестко зафиксированной системой, а способна физически подстраиваться под текущие вычислительные задачи организма.