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

Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
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
Банкноты-путеводители: по курсу евро Банкноты-путеводители: по курсу евро

Увидеть необычные достопримечательности можно, не тратя евро, а рассматривая их

Вокруг света
«Непростые люди» в славянских селениях «Непростые люди» в славянских селениях

О ком на Руси говорили «с нечистой силой знается»?

Культура.РФ
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
Набор веса при климаксе: как питаться, чтобы его избежать и быть в форме Набор веса при климаксе: как питаться, чтобы его избежать и быть в форме

Во время менопаузы удерживать вес на месте становится сложнее

Cosmopolitan
Мат: посмотрим в корень Мат: посмотрим в корень

Доктор филологических наук Максим Кронгауз рассуждает о судьбе русского мата

Наука и жизнь
Почему постсоветской эпохе приходит конец Почему постсоветской эпохе приходит конец

Почему эпоха всеобщей имитации, начатая в августе 1991 года, заканчивается

СНОБ
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
Изменение климата привело к затруднению дыхания морских обитателей Изменение климата привело к затруднению дыхания морских обитателей

Дыхательный коэффициент вырос в зонах с пониженным содержанием кислорода

N+1
Дитя цветов Дитя цветов

Все люди делятся на тех, кто знает, и тех, кто не знает Лизу Шатилову

Maxim
Повседневная жизнь в Северной Корее Повседневная жизнь в Северной Корее

Бескомпромиссное исследование повседневной жизни в Чхонджине, Северная Корея

kiozk originals
Бурлеск Самбурской Бурлеск Самбурской

Актриса, певица, дива, Самбурская, Настасья – все это о ней

Maxim
Нормальный женский рост Нормальный женский рост

Что не так с тренингами личностного роста

Cosmopolitan
Ассорти для героя Ассорти для героя

Большой шоколадный квест по Бельгии

Вокруг света
Смерть — решает: девять улик к феномену Альфреда Хичкока Смерть — решает: девять улик к феномену Альфреда Хичкока

Ген ужаса: как Хичкок превращал повседневность в корриду?

Esquire
На финишной прямой: о чем стоит помнить тому, кто бежит марафон На финишной прямой: о чем стоит помнить тому, кто бежит марафон

Почему иногда сойти с дистанции — это благо для бегуна?

Psychologies
Келломяки Келломяки

Доброе старое Комарово — новый центр светского притяжения

Собака.ru
«Он выпивал в баре «Дракон» рядом с моей студией». В прокат выходит документальный фильм о Бэнкси «Он выпивал в баре «Дракон» рядом с моей студией». В прокат выходит документальный фильм о Бэнкси

Элио Эспана рассказал о том, как Бэнкси взломал привычную систему арт-рынка

Forbes
​10 детских аудиоспектаклей для уютных вечеров на крылечке ​10 детских аудиоспектаклей для уютных вечеров на крылечке

Лучшие советские радиоспектакли

Seasons of life
Угоны в России: машины увозят прямо из автосервисов Угоны в России: машины увозят прямо из автосервисов

Как пропадают автомобили и как их защитить

РБК
«Tesla из Китая»: что известно о производителе «умных» машин Xpeng, который использует патенты американского конкурента «Tesla из Китая»: что известно о производителе «умных» машин Xpeng, который использует патенты американского конкурента

Китайский стартап считается конкурентом Tesla. За кем из них будущее?

VC.RU
Новый императив для бизнеса. Как инклюзия помогает компаниям эффективнее работать и менять социум Новый императив для бизнеса. Как инклюзия помогает компаниям эффективнее работать и менять социум

Почему бизнес становится инклюзивным и как можно ускорить этот процесс

Forbes
Укол ценой два миллиона: что происходит с лекарствами от спинальной мышечной атрофии Укол ценой два миллиона: что происходит с лекарствами от спинальной мышечной атрофии

Почему лекарства от спинальной мышечной атрофии такие дорогие?

N+1
Физики придумали квантовое го Физики придумали квантовое го

Новая задача для разработчиков искусственного интеллекта и квантовых вычислений

N+1
Покахонтас — индианка, покорившая Европу Покахонтас — индианка, покорившая Европу

Покахонтас — абсолютно реальный исторический персонаж

Дилетант
4 из 5 предпринимателей в России заметили, что эффективность их команд упала на удаленке. Почему так вышло — и что с этим делать 4 из 5 предпринимателей в России заметили, что эффективность их команд упала на удаленке. Почему так вышло — и что с этим делать

Почему сотрудники, перешедшие на удаленку, значительно потеряли в продуктивности

Inc.
Солнце над столицей Солнце над столицей

73-метровое колесо обозрения, возведенное к 850-летию Москвы, долго не простояло

Популярная механика
Книги про первоклассников Книги про первоклассников

Первоклассникам помогут герои книг, в жизни которых происходят похожие перемены

Домашний Очаг
Приливы при климаксе: в чем причина, что делать и как облегчить свое состояние Приливы при климаксе: в чем причина, что делать и как облегчить свое состояние

Как облегчить свое состояние и какие варианты лечения есть при приливах

Cosmopolitan
Открыть в приложении