Чем нейроны похожи на электрические провода

Наука и жизньНаука

Иммунные «электрики» мозга

Кирилл Стасевич

Микрофотография крысиных клеток микроглии (зелёные), выращенных в клеточной культуре вместе с нейронами (красные).

Наш мозг в чём-то похож на клубок электрических проводов. Эти «провода», «проводки» и «проводочки» сплетаются в пучки и разбегаются в разные стороны, соединяются друг с другом и разветвляются на отростки. «Провода» — отростки нейронов, главных клеток нервной системы. Наверное, все помнят, как выглядит нейрон: небольшое округлое тело клетки и отходящие от него отростки — длинный и слегка ветвящийся на конце аксон, более короткие и сильно ветвящиеся дендриты. Аксоны отправляют импульсы другим нейронам, дендриты, наоборот, принимают импульсы от других нейронов (хотя некоторые дендриты работают в обе стороны, то есть и принимают, и отправляют сигналы).

Конечно, сравнение нейронов с электрическими проводами очень сильно упрощает картину передачи нервных сигналов. Электрический импульс в нейронах — это не то же самое, что электрический ток в розетке. Нейроны сами генерируют в себе импульсы, перегруппировывая ионы на собственной клеточной мембране, на её наружной и внутренней сторонах. Поводом к импульсу может быть либо внешний сигнал, как в случае нейронов-рецепторов, воспринимающих свет или температуру, или запахи, либо сигнал от другого нейрона. И в любом случае нейрон ещё подумает, принять ли сигнал таким, какой он есть, или же ослабить его, или усилить, или вообще никак не прореагировать на импульс от соседа.

Схема строения нейрона.

Наконец, нейронные «провода» довольно самостоятельны — они легко переключаются со старых контактов на новые. Это как если бы электропроводка в наших домах стала ползать с места на место и выключатель света в комнате вдруг начал бы включать и выключать стиральную машинку. С нейронами всё так и происходит: у них исчезают старые отростки, появляются новые, а между отростками то появляются, то исчезают синапсы — особые межклеточные соединения, позволяющие передавать электрические сигналы друг другу, причём не просто передавать, но и регулировать их силу. Такое непостоянство электрической сети в нашей голове — на самом деле выдающееся достижение эволюции. Постоянно перенастраивая нейронные цепи, мозг способен подстраиваться к бесконечно разнообразным задачам: при желании мы можем понять и иностранный язык, и статью по физике, выучиться ездить на велосипеде и научиться сопереживать чужим радостям и печалям. Появление и исчезновение синапсов называют синаптической пластичностью, и от неё в очень большой степени зависят память и обучение. Если синаптическая пластичность по какой-то причине не очень велика — а в опытах с животными её можно специально ограничить, — то мозгу окажется намного труднее выполнять свои обязанности.

Долгое время считалось, что нейроны полностью сами справляются со своими синапсами. Но потом оказалось, что у них есть помощники: как обычную электрическую сеть должны обслуживать специалисты-техники, так и у нейронов есть вспомогательные «электрики». Эти «электрики» оказались клетками микроглии, которые обычно называют отделом иммунной системы в головном и спинном мозге. Вообще, словом «глия», или «нейроглия» (от др.-греч. νεῦρον — волокно, нерв + γλία — клей), объединяют целую группу клеток нервной системы, которые не нейроны, а что-то другое. То есть они как бы «склеивают» нейроны вместе. Но функции глии, как мы теперь знаем, намного шире, нежели просто механическая поддержка нейронных сетей.

Под глией, как было сказано, понимают целую группу клеток, и можно догадаться, что кроме микроглии есть и какая-то другая глия. О другой глии мы скажем пару слов ниже, но вообще она заслуживает отдельного большого разговора. Про микроглию же известно следующее: это клетки, выполняющие иммунные функции и очень похожие на макрофагов, которых можно найти во всех остальных органах. Микроглия и макрофаги ползают по тканям и в прямом смысле поедают всё мало-мальски подозрительное — от бактерий до обломков погибших клеток и ненужных молекулярных комплексов. При этом микроглия никогда не покидает пределы мозга, и извне в мозг никакие макрофаги не проникают. Конечно, клетки микроглии стареют и умирают, однако они умеют делиться, поддерживая свою численность. Ещё они с помощью молекулярных сигналов активно общаются с другими клетками, в том числе и иммунными: при болезнях мозга в него проникают Т-клетки из крови, и дальнейшее развитие событий зависит от того, как микроглия будет работать вместе с Т-клетками.

Долгое время считалось, что роль микроглии — только иммунно-уборочная. Но в последнее время стало появляться всё больше исследований, в которых говорится, что микроглия редактирует нейронные сети. Например, известно, что по мере развития мозга число синапсов сначала увеличивается (в человеческом мозге максимум синапсов приходится на возраст 2—4 года, когда их насчитывается порядка одного квадриллиона), а потом их становится всё меньше и меньше. Хотя мы и говорили, что без синапсов невозможно ничему выучиться, однако избыток межнейронных контактов ни к чему хорошему тоже не приводит: из-за них в мозге появляется слишком много нервных цепочек, которые просто мешают друг другу, создавая настоящий информационный шум. Предположительно, некоторые психоневрологические болезни, вроде аутизма, возникают в том числе и из-за того, что мозг не умеет избавляться от ненужных синапсов. И вот два года назад в журнале «Science» была опубликована статья, в которой говорилось, что за истребление лишних синапсов в развивающемся мозге (причём не только в головном, но и в спинном) отвечают именно клетки микроглии. Правда, эксперименты ставили на мышах, но развитие мозга у мышей и у нас похоже во многих отношениях.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Пора барину жениться Пора барину жениться

Как вести себя в мире, где у маленьких людей слишком большие запросы

Cosmopolitan
Лесные девицы — черницы и голубицы Лесные девицы — черницы и голубицы

Чем так примечательны голубика и черника

Наука и жизнь
Как реклама сделала из «стыдного» товара новую индустрию: Scott Paper Company и продвижение туалетной бумаги Как реклама сделала из «стыдного» товара новую индустрию: Scott Paper Company и продвижение туалетной бумаги

Заставить мир и платить за туалетную бумагу было сложно

VC.RU
Этикет чтения в деталях Этикет чтения в деталях

Книжные цепи, ножи и другие приспособления, которые облегчали жизнь книге

Наука и жизнь
Крем с SPF для лица, или поговорим о санскрине Крем с SPF для лица, или поговорим о санскрине

Солнце дарит коже лица не только россыпь задорных веснушек на щеках

Seasons of life
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
«У Ленина лицо умное, но не интеллигентное» «У Ленина лицо умное, но не интеллигентное»

Владимир Медем — легенда еврейского рабочего движения

Дилетант
Мат: посмотрим в корень Мат: посмотрим в корень

Доктор филологических наук Максим Кронгауз рассуждает о судьбе русского мата

Наука и жизнь
Саркофаг из Гамхуда Саркофаг из Гамхуда

История саркофага из Гамхуда

Дилетант
Как хочет женщина: наши сексуальные фантазии, которые неизвестны мужчинам Как хочет женщина: наши сексуальные фантазии, которые неизвестны мужчинам

О настоящих сексуальных фантазиях женщин, которые остаются тайной для мужчин

Cosmopolitan
Дети, которые провели много лет в плену у маньяков Дети, которые провели много лет в плену у маньяков

Эти страшные истории подтверждают, что никто не застрахован

Cosmopolitan
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
«Картина антропогенеза сильно поменялась» «Картина антропогенеза сильно поменялась»

Ученые обнаружили ДНК неизвестного прародителя

Огонёк
Открытка против голода Открытка против голода

«Спасите умирающих детей Поволжья»

Дилетант
Налей одним нажатием: 12 лучших приложений для любителей вина Налей одним нажатием: 12 лучших приложений для любителей вина

Эти приложения дают возможность присоединиться к сообществу любителей вина

Forbes
“Стресс может сделать нас моложе” “Стресс может сделать нас моложе”

Почему некоторые люди восстанавливаются после испытаний лучше, чем другие?

Psychologies
Бейонсе, Адриана Лима и другие звезды, которые хранили девственность до свадьбы Бейонсе, Адриана Лима и другие звезды, которые хранили девственность до свадьбы

Звезды, которые "неприлично долго" оставались невинны

Cosmopolitan
Сарказм: лучшие примеры смешных и язвительных ответов собеседнику Сарказм: лучшие примеры смешных и язвительных ответов собеседнику

Что такое сарказм, и когда он уместен?

Playboy
«Архитектура Московского метро. 1935-1980-е годы» «Архитектура Московского метро. 1935-1980-е годы»

Рождение московского метрополитена

N+1
Александр Иванов Александр Иванов

Александр Иванов создал бренд Shulz — идеальные городские велосипеды

Собака.ru
Викторианский глянец. Зачем смотреть «Эмму» по роману Джейн Остин Викторианский глянец. Зачем смотреть «Эмму» по роману Джейн Остин

Костюмная драма про начало XIX века

Forbes
Размеры постельного белья: какие бывают и как выбрать? Размеры постельного белья: какие бывают и как выбрать?

Учёные подсчитали, что примерно треть жизни мы проводим во сне

Cosmopolitan
Дисбактериоз кишечника: что это такое, чем вредно, как проявляется и как лечить Дисбактериоз кишечника: что это такое, чем вредно, как проявляется и как лечить

Как распознать и вылечить дисбактериоз?

Cosmopolitan
Верните женщинам право на «нет»: почему нам надо научиться отказывать Верните женщинам право на «нет»: почему нам надо научиться отказывать

Почему женщинам так сложно говорить «нет» и зачем нам надо научиться это делать

Cosmopolitan
Отрывок из новой книги Димы Зицера о воспитании ребенка Отрывок из новой книги Димы Зицера о воспитании ребенка

Одна из глав новой книги Димы Зицера «Обязанности. Кто кому должен?»

СНОБ
Отрывок из книги Никласа Натт-о-Дага «1794» Отрывок из книги Никласа Натт-о-Дага «1794»

Первая глава книги Никласа Натт-о-Дага «1794»

СНОБ
Сидр ведрами! Как самому приготовить этот вкуснейший напиток Сидр ведрами! Как самому приготовить этот вкуснейший напиток

Как в домашних условиях приготовить сидр?

Maxim
Как найти внегалактические планеты Как найти внегалактические планеты

Ученые смогут обнаружить планеты за пределами Млечного пути

Популярная механика
Ловушка для строителей: почему переход на эскроу-счета привел к снижению ввода жилья Ловушка для строителей: почему переход на эскроу-счета привел к снижению ввода жилья

Какие меры необходимо принять для отладки системы эскроу-счетов

Forbes
Открыть в приложении