Иллюстрация: Hoseok Kim et al., Cell, 2016

Шведские ученые обнаружили в мозге мыши нейроны, ответственные за внимание. Они расположены в медиальной префронтальной коре, говорится в отчете о работе, опубликованном в журнале Cell.

Несколько недавних исследований показали, что префронтальная коранепосредственно влияет на внимание. Однако конкретные нейроны, выполняющие эту функцию, определены не были. Сотрудники Каролинского института в Стокгольме провели длительное электрофизиологическое исследование активности мозга мышей, выполняющих задания на внимание.

В качестве такого задания исследователи выбрали серийную задачу на время реакции с тремя выборами (3-CSRTT). Она заключается в том, что животное, находящееся перед рядом отверстий, должно заметить кратковременный визуальный сигнал и правильно выбрать одно из трех отверстий. Во время выполнения задания исследователи вели запись электрической активности сотен отдельных нейронов.

Выяснилось, что при обострении внимания у мышей в медиальной префронтальной коре активируются ингибиторные вставочные нейроны, экпрессирующие парвальбумин (PV-нейроны), причем этот процесс сопровождается появлением высокочастотных мозговых гамма-ритмов. При ослаблении внимания активность клеток снижалась. В соответствии с этим изменялась активность соседних пирамидных нейронов.

Чтобы подтвердить связь PV-нейронов с вниманием, исследователи использовали оптогенетический метод (встраивание в определенный тип клеток гена, кодирующего светочувствительный ионный канал и последующее возбуждение этих клеток светом с заданной длиной волны). С его помощью они искусственно стимулировали искомые клетки с частотой, равной частоте наблюдаемых гамма-ритмов (30–40 герц). Такое воздействие значимо повысило успешность выполнения животными теста на внимание.

Ранее считалось, что эти клетки необходимы для усвоения новой информации, однако их функцией оказалось обеспечение внимания путем избирательного подавления пирамидных нейронов, зависимого от гамма-ритма.

«Результаты нашего исследования показывают, что можно улучшить когнитивные функции, изменяя активность единственного типа нейронов, что удивительно, учитывая сложность устройства мозга. Таким образом, PV-нейроны представляют большой интерес для фармацевтической индустрии», — пояснила руководитель исследования Мари Карлен (Marie Carlén).