Ученые из Центра молекулярной медицины им. Макса Дельбрюка сделали открытие, которое позволяет понять, как нервная система обнаруживает и различает температуру. Результаты работы, опубликованные в журнале Neuron, ставят под сомнение существующие представления о механизмах восприятия температуры и могут иметь ключевое значение для будущих исследований боли и сенсорных расстройств. До сих пор ученые предполагали, что за обнаружение безболезненных холодных и теплых стимулов отвечают отдельные группы нервных клеток в коже. Однако группа исследователей во главе с доктором Филиппом Бокинецом и доктором Клариссой Уитмайр показала, что в действительности все гораздо сложнее.Изображение: нейросеть qwenВместо двух отдельных популяций клеток — «датчиков тепла» и «датчиков холода» — нервная система использует единую группу нейронов, которые сигнализируют как об охлаждении, так и о нагреве кожи.Как объясняет доктор Бокинец, в настоящее время работающий в Квинслендском институте мозга, термочувствительные клетки реагируют на охлаждение увеличением своей активности, тогда как в случае нагревания их активность просто снижается. Это означает, что одни и те же клетки могут передавать информацию об обоих направлениях изменения температуры. Исследователи также продемонстрировали, что эти клетки реагируют на фактическую температуру кожи, а не только на то, насколько она изменилась.Для получения таких подробных данных ученые разработали новый метод визуализации сотен нервных клеток в спинномозговых сенсорных ганглиях живых бодрствующих мышей. Во время экспериментов лапы животных мягко согревали и охлаждали, а активность отдельных нейронов регистрировали с помощью двухфотонной микроскопии. Для подтверждения результатов исследования были также повторены на животных под наркозом, что исключило влияние анестетиков на полученные результаты.Ключевым этапом экспериментов было избирательное блокирование и активация термочувствительных ионных каналов. Особое внимание было уделено белку TRPM8, давно признанному основным датчиком холода в организме. Блокирование этого белка полностью устранило как реакцию на охлаждение, так и снижение нейронной активности во время нагревания. Эти результаты показывают, что один молекулярный сенсор может генерировать сигналы как холода, так и тепла, опровергая традиционное представление о необходимости отдельных рецепторов для каждого из этих стимулов.Исследовательская группа также разработала компьютерную модель для проверки новой гипотезы. Они обнаружили, что изменения активности TRPM8 были достаточны для воспроизведения различных паттернов нейронного ответа, наблюдаемых во время экспериментов. Это дополнительно подтверждает теорию о том, что один тип нервных клеток может отвечать за передачу информации как о холоде, так и о тепле.Правильное восприятие температуры имеет важное значение для повседневной жизни, но оно может быть нарушено при многих состояниях, таких как диабетическая нейропатия, нейропатическая боль, повреждение нервов, вызванное химиотерапией, и заболевания, вызывающие гиперчувствительность к холоду. Понимание того, как работает здоровый механизм восприятия температуры, имеет решающее значение для объяснения того, что происходит при этих расстройствах. Исследователи заявляют, что следующим шагом будет изучение того, как обрабатываются температурные сигналы в спинном мозге животных, как кодируются болевые стимулы и применимы ли те же принципы к людям.Это открытие открывает новые возможности для разработки более эффективных методов лечения боли и сенсорных расстройств. Оно также может способствовать разработке инновационных, персонализированных методов терапии, которые будут более точно учитывать потребности пациентов с неврологическими проблемами.
Источник новости: overclockers.ru
