Специалисты из Медицинского центра Джонса Хопкинса применили инновационную технологию «заморозки» для анализа микроскопических взаимодействий между нейронами, отвечающими за передачу сигналов в мозговой ткани как мышей, так и людей. Ранее наблюдать за такими быстрыми процессами было крайне сложно, однако новая техника позволяет «зафиксировать» важные моменты за миллисекунды и изучать их с помощью электронного микроскопа.
Метод включает в себя сверхбыстрое замораживание: мозговую ткань стимулируют электрическим импульсом и моментально охлаждают для получения точного изображения происходящего. В исследовании, опубликованном в журнале Neuron, ученые использовали этот подход на образцах коры человека, полученных во время операций по лечению эпилепсии.
Основное внимание было уделено синаптическим везикулам — крошечным пузырькам, содержащим «химию» сигналов. Эти везикулы сливаются с мембраной, выделяют содержимое и быстро восстанавливаются, обеспечивая стабильную передачу сигналов. Нарушения в этом процессе могут привести к сбоям в связи между нейронами, что связано с неродственными формами болезни Паркинсона.
Комбинируя стимуляцию и мгновенное охлаждение, ученые смогли проследить путь везикул от сигнала до их «перезагрузки». В образцах была обнаружена белковая молекула Dynamin1xA, ключевая для эндоцитоза, что подтверждает схожесть процессов в человеческом мозге. Данная визуализация открывает новые возможности для понимания того, на каком этапе болезни Паркинсона нарушается передача сигналов. В будущем исследователи планируют использовать метод на тканях пациентов, проходящих глубокую стимуляцию мозга, для изучения динамики везикул в условиях заболевания.