В составе человеческого мозга насчитывается больше синапсов, нежели количество галактик в видимой нам части Вселенной (100 триллионов синапсов против 100 миллиардов галактик). И теперь, благодаря появлению нового инструмента, ученые получили возможность увидеть по отдельности каждый синапс и каждый нейрон. Этот инструмент позволяет получить изображения с наноразмерной разрешающей способностью, которой достаточно для того, чтобы видеть не только все клеточные объекты, но и многие из их субклеточных компонентов, аксоны, дендриты, нейроглии, митохондрии и кровяные клетки.

Новый метод съемки, разработанный исследователями Медицинской школы Бостонского и Гарвардского университетов, использует автоматизированное устройство, оборудованное крошечным алмазным «ножом».

Этот нож, управляемый специализированным компьютером, позволяет получить чрезвычайно тонкие срезы нервных тканей, которые помещаются поз электронный микроскоп.

А специализированное программное обеспечение, разработанное Даниэлем Бергером (Daniel Berger), позволяет идентифицировать отдельные клеточные объекты, их элементы и выделить все это разными цветами, делая снимки намного наглядней.

Рис. 1.

В качестве демонстрации возможностей новой технологии исследователи получили снимки маленьких частей коры головного мозга подопытного грызуна.

Основным параметром этой демонстрации является разрешающая способность, которая позволяет увидеть даже отдельные синаптические пузырьки, крошечные сферы, диаметром до 40 нм, в которых хранятся запасы нейромедиаторов, химических веществ, при помощи которых сигналы передаются от синапса в целевой нейрон.

Рис. 2.

Изучая сложнейшую «вязь» нервных тканей, ученые выяснили тонкости соединений аксонов и дендритов.

Аксон – это нервное волокно, через которое передаются электрические импульсы подобно тому, как через оптоволокно передаются импульсы света. Дендриты представляют собой нейробиологический аналог клеммных соединителей в электронике, это выступы, торчащие из тела нейрона, получают импульсы от аксонов и преобразовывают эти импульсы в другие сигналы, те, которые может «понять» нейрон.

Рис. 3.

Ранее считалось, что

возможность соединения между аксонами и дендритами определяется их взаимным расположением по так называемому Правилу Петерса (Peters' Rule).

Однако исследователи доказали, что дело обстоит совсем иначе, более сложные взаимодействия и взаимоотношения между аксонами и дендритами заставляют формироваться на некоторых дендритах многочисленные новые синапсы.

И признаком того, что в определенном месте может сформироваться новый синапс, является наличие другого синапса между тем же самым аксоном и парой дендритов.

Рис. 4.

Исследователи, разработавшие новую технологию съемки, считают, что

столь высококачественных изображений будет вполне достаточно для ученых-нейробиологов для того, что бы до конца и полностью понять принципы работы головного мозга.

Однако, у этой медали имеется и обратная сторона – чем больше подробной информации могут получить ученые, тем больше новых вопросов может возникнуть при этом.