Смена парадигмы о взаимодействии нейронов через химические синапсы?
В прошлом месяце в журнале Neuron вышла обзорная статья "Synaptic and circuit functions of multitransmitter neurons in the mammalian brain" [1], которая, по-видимому, означает смену парадигмы о взаимодействии нейронов через химические синапсы - конец эпохи т.н. "принципа Дейла", на основе которого нейроны разделяли на возбуждающие и тормозящие, см. ниже. Соответственно, это так или иначе приведет к фундаментальному пересмотру всей области т.н. "нейронных вычислений".
Согласно эмпирическому принципу Дейла [2], все исходящие синапсы нейрона могут быть либо только возбуждающими (т.е. сигналы, поступающие через них на нейрон-получатель приводят к возрастанию его потенциала), либо только тормозящими (соответственно, сигналы к нейрону-получателю приводят к убыванию его потенциала). Поэтому можно ввести понятия возбуждающих и тормозящих нейронов. Общепринятая пропорция, используемая в теоретической/вычислительной нейронауке: биологическая нейронная сеть (точнее, нейросети коры и гиппокампа мозга млекопитающих) содержит 80% возбуждающих и 20% тормозящих нейронов [3-6], с погрешностью около 10%.
В статье [1] представлен достаточно обширный экспериментальный материал, согласно которому существуют мульти-трансмиттерные нейроны: их исходящие синапсы могут выделять более одного вида нейротрансмиттера, например, одновременно (в какой-то пропорции) выделять возбуждающий нейротрансмиттер (скажем, глутамат) и тормозящий (скажем, гамк). Насколько я понял, пока остаётся открытым вопрос может ли это быть на уровне одного синапса или же на уровне разных синапсов одного нейрона (в последнем случае, принцип Дейла не отменяется, а уточняется: каждый исходящий синапс нейрона может быть либо только возбуждающим, либо только тормозящим).
Так или иначе, тема обзора [1] (прикреплён) имеет исключительную важность для нейрофизиологии, поэтому рекомендую его прочитать и независимо критически оценить.
[1]: https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(23)00438-5
[2]: N.N. Osborne (Ed.), Dale’s Principle and Communication Between Neurones (Pergamon Press, England, 1983).
https://doi.org/10.1016/C2013-0-03680-8
[3]: P.L. Gabbott, P. Somogyi, Quantitative distribution of GABA-immunoreactive neurons in the visual cortex (area 17) of the cat, Exp. Brain Res. 61, 323-331 (1986). https://doi.org/10.1007/BF00239522
[4]: C. Beaulieu et al., Quantitative distribution of GABA-immunopositive and -immunonegative neurons and synapses in the monkey striate cortex (area 17), Cereb. Cortex. 2, 295-309 (1992). https://doi.org/10.1093/cercor/2.4.295
[5]: H. Markram et al., Interneurons of the neocortical inhibitory system, Nat. Rev. Neurosci. 5, 793807 (2004). https://doi.org/10.1038/nrn1519
[6]: A.J. Trevelyan et al., The role of inhibition in epileptic networks, J. Clin. Neurophysiol. 32, 227-234 (2015). https://doi.org/10.1097/WNP.0000000000000160