Мозъкът и изборът: Защо всяко движение е осъзнато решение

Изследователите доказаха, че дълбоките мозъчни структури не само потискат действията, но и фино регулират тяхното задействане.

Учени от Базелския университет и Института за биомедицински изследвания „Фридрих Мишер“ доказаха, че невроните дълбоко в мозъка не само задействат движенията, но и прецизно ги потискат. Научната работа е публикувана в списание Nature и може да промени начина, по който мислим за това как мозъкът контролира движенията – и как точно възникват разстройства като болестта на Паркинсон.

Когато посягаме към ябълка или поднасяме лъжица към устата си, всичко изглежда наистина съвсем просто. В действителност тези действия изискват прецизна координация на редица мозъчни структури. Една от ключовите роли тук се изпълнява от базалните ганглии – област дълбоко в мозъка, която дълго време е смятана за нещо като спирачка, която не позволява да се правят ненужни движения.

Сега екип, ръководен от професор Силвия Арбер, е показал при лабораторни мишки, че невроните в тази област работят много по-фино. Те вземат решение не просто „да се движа или не“, а ясно определят кога да се започне или спре движението. Всеки сигнал е като промяна на светофара на кръстовище, позволяващ определени посоки на движение.

Проучването се фокусира върху областта, наречена substantia nigra pars reticulata (SNr), която е основната изходна станция на базалните ганглии. Учените откриват, че невроните на SNr не просто потискат движението. Те се държат изключително динамично, като променят нивото си на активност в зависимост от фазата на движението: например, когато мишката посяга към храната, хваща я или прибира лапата си назад.

Използвайки оптогенетика, изследователите успяват да въздействат директно върху SNr-невроните и демонстрират, че активирането на тези клетки може буквално да спре действието. Дори и най-малкото движение е съпроводено от прецизно пренареждане на активността в SNr, подобно на микроскопични превключватели, които включват или изключват командите към тялото.

Нещо повече, двигателните центрове на мозъчния ствол не само получават команди от SNr – те също така осигуряват обратна връзка, като адаптират поведението си към ситуацията. Това предполага съществуването на много по-фина система за кодиране на движенията, отколкото се смяташе досега. Подобни открития в областта на невробиологията и инженерството на мозъчната тъкан показват да разберем колко сложни са процесите на контрол на движението.

Откритията са важни не само за теоретичната невробиология. Болестта на Паркинсон, хореята и другите разстройства често се свързват именно с аномалии в базалните ганглии. Разбирането на това как нормално се координират сложните движения може да помогне за разработването на по-точни и ефективни лечения с помощта на съвременните невротехнологии.