Найден контур мозга, ответственный за флуктуации восприятия тактильных стимулов и за изменения чувствительности к сенсорным стимулам при аутизме

Одни и те же сенсорные стимулы могут четко восприниматься в одних случаях и оставаться неопределенными в других случаях. Это феномен может объясняться тем, как мозг интегрирует стимулы.

Как говорят нейробиологи, когда мы к чему-то прикасаемся, сенсорные сигналы от рецепторов в коже интерпретируются специализированной областью мозга под названием соматосенсорная кора.

На пути к ней сигналы проходят через сложную сеть нейронов, включая ключевую структуру мозга — таламус, которая служит в качестве своеобразной релейной станции, переадресующей сигналы. Этот процесс, однако, не является односторонним. Значительная часть таламуса также получает обратную связь от коры, что формирует цикл взаимной коммуникации.

Нейробиологи Женевского университета исследовали область в верхней части пирамидальных нейронов соматосенсорной коры, которые имеют большое количество дендритов — отростков, получающих электрические сигналы от других нейронов.

«Пирамидальные нейроны имеют довольно странные формы. Они ассиметричны и по форме, и по функции. То, что происходит на вершине нейрона отличается от того, что происходит в его основании», — объясняет Энтони Холтмаат, профессор Отделения базовых нейронаук и Центра синаптических нейробиологических исследований психического здоровья на Факультете медицины в Женевском университете.

Его команда сосредоточила внимание на сигнальном пути, в котором верхняя часть пирамидальных нейронов у мышей получает информацию через волокнистые отростки из конкретной части таламуса. Путем стимулирования усиков животных — что является аналогом прикосновения у людей — ученые расшифровали конкретный диалог между этими волокнистыми отростками и дендритами.

Примечательно то, что в отличии от регулярных волокнистых отростков таламуса, которые, как известно, активируют пирамидальные нейроны, часть таламуса, отвечающая за обратную связь, модулирует их активность, в частности, делая их более чувствительными к стимулам», — говорит соавтор исследования Ронан Шеро, ведущий исследователь в Отделении базовых нейронаук.

Команда исследователей смогла зарегистрировать электрическую активность крошечных структур — дендритов. Этот подход помог прояснить, как эта модуляция работает на синаптическом уровне. Как правило, нейромедиатор глутамат выступает в роли активирующего сигнала. Он помогает нейронам передавать сенсорную информацию, вызывая электрический ответ у следующего нейрона.

В обнаруженном механизме глутамат, высвобождаемый в отростках таламуса, прикрепляется к альтернативному рецептору, расположенному в определенной области пирамидального нейрона коры. Вместо прямого возбуждения нейрона это взаимодействие изменяет его состояние восприимчивости, подготавливая его для будущих входящих сенсорных сигналов. Нейрон впоследствии легче активируется, как будто он был приучен лучше реагировать на будущие сенсорные стимулы.

Этот механизм может объяснить пластичность восприятия, наблюдаемую в состоянии сна или бодрствования, когда пороги сенсорной чувствительности варьируются. Его изменения также могут играть роль при конкретных патологиях, таких как расстройства аутического спектра.

Thalamocortical feedback selectively controls pyramidal neuron excitability. Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-60835-w

Science Daily. This brain circuit may explain fluctuating sensations—and autism