«В зрительной системе точные связи между вашими глазами и мозгом помогают вам видеть конкретные вещи и обеспечивать четкость и четкость этих изображений», — сказал старший автор Эндрю Д. Хуберман, кандидат медицинских наук, доцент кафедры нейробиологии, нейробиологии и офтальмологии. "Датчики в глазу также обнаруживают движение и подключаются к мозгу правильным образом, чтобы указать вашим глазам двигаться в правильном направлении, не размывая изображения, как это делает камера, если вы пытаетесь сделать снимок во время движения. До сих пор мы не понимали, как глаз и мозг контролируют это на молекулярном уровне."
Чтобы точно определить, как ваши глаза и мозг работают вместе, чтобы поддерживать стабильность, Хуберман, ведущий автор Джессика Остерхаут и его команда пометили определенные наборы нейронов в мозге, которые создают определенные связи — метод, впервые примененный лабораторией Хубермана. Этот подход позволяет исследователям смотреть на отдельные компоненты визуальной сети и в конечном итоге идентифицировать точные гены, которые эти клетки включают во время развития, поскольку они устанавливают соответствующие связи.
Исходя из этого, команда обнаружила контактин-4, молекулу адгезии. Они определили, что экспрессия Конактина-4 очень специфична для тех клеток глаза, которые участвуют в стабилизации изображения. Когда исследователи мутировали Contactin-4, цепь не сформировалась должным образом, и зрительные клетки не разговаривали с мозгом должным образом. С другой стороны, когда они добавили Контактин-4 в клетку, которая обычно не производит его, этот дополнительный белок был всем, что требовалось клетке для создания цепей для устойчивой связи между глазом и мозгом.
Затем команда приступила к поиску белков, связывающих Contactin-4. Они обнаружили белок-предшественник амилоида, роль которого в развитии болезни Альцгеймера широко изучена, но также известно, что он является важным фактором нормального развития мозга. Исследователи обнаружили, что если белок-предшественник амилоида недоступен, Contactin-4 не может контролировать развитие зрительной системы.
Основываясь на этих выводах, Хуберман и его коллеги предполагают, что существуют также очень специфические наборы генов, которые гарантируют, что правильные нейроны устанавливают правильные связи в других аспектах нейронной схемы, помимо зрения. И эти гены, скорее всего, важны для точного сенсорного восприятия и поведения.
Затем Хуберман и его команда планируют более пристально взглянуть на то, как эти гены и точные нейронные связи не работают при когнитивных заболеваниях. Например, поскольку ген Contactin-4 расположен в кластере генов, которые участвуют в некоторых формах аутизма, они хотят знать, могут ли аберрации в этом конкретном гене играть роль в развитии болезни.
«Моя лаборатория также заинтересована в том, чтобы выяснить, как повторно подключить или восстановить цепи, поврежденные в результате травмы или болезни», — сказал Хуберман.