Ученые охарактеризовали клетки черной субстанции, управляющей движениями организма

Исследователи из Базельского университета (Швейцария) провели анализ черной субстанции мышей и выделили две категории нейронов, которые управляют движениями организма. Они описали их в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.

Черная субстанция — часть экстрапирамидной системы, которая участвует в управлении движениями. Она находится в среднем мозге и имеет большое значение для регуляции моторных функций и многих вегетативных, таких как дыхание и работа сердца. В 1910 году в ней выделили две части: pars compacta и pars reticulata. Первая косвенно управляет движением (электрическая стимуляция не приводит к действиям), а вторая служит важным процессовым центром в базальных ганглиях. Гибель дофаминергических нейронов в pars compacta — один из симптомов болезни Паркинсона, из-за чего у больных развиваются нарушения в движениях. Биологи из Базельского университета обратили внимание на pars reticulata и решили выяснить, какие клетки черной субстанции вовлечены в цепь двигательной активности.  

Pars reticulata черной субстанции (SNr) — посредник двигательных сигналов, которые идут от базальных ганглий. Авторы предположили, что SNr контролирует различные аспекты движений путем скоординированных подсистем специфических клеток (cell-type-specific sub-circuits). Они использовали анатомическое картирование, электрофизиологические методы и одноклеточную ПЦР в реальном времени, чтобы определить две субпопуляции в SNr: центромедиальные таламопроекторы (centromedial-thalamo projectors, CMps) и компакту проекторов черной субстанции (SN compacta projectors, SNcps). Первый вид клеток нацелен на экспрессию гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), а второй — на экспрессию парвальбумина. Таким образом, SNcps отвечает за начало желаемого движения, а CMps — за его плавность и непрерывность.

При помощи оптогенетических манипуляций с мышами ученые показали, что для выполнения точного и выверенного движения необходима слаженная работа обеих категорий клеток. Они предположили, что, возможно, при болезни Паркинсона страдают и эти нейроны, что приводит к тремору, гипокинезии и другим нарушениям движений.