Нейроны оказались куда универсальнее, чем считалось Про мозг привыкли говорить как про набор специализированных деталей: вот клетки, которые реагируют на лица, вот — на места, вот — на движение. Крупная работа в Nature показывает, что такая картинка описывает скорее исключение, чем правило. Учёные из Колумбийского университета разобрали больше 14 000 отдельных нейронов в 43 областях коры мыши. Большинство клеток не занималось чем-то одним. Один и тот же нейрон одновременно откликался на то, что животное видит, как оно двигается, какой выбор обдумывает и ждёт ли награду. Спор «специалисты или универсалы» тянется давно, и главная проблема была в несопоставимости экспериментов: разные лаборатории брали разных животных, разные зоны, разные методы записи. Здесь взяли огромный стандартизованный массив данных International Brain Laboratory — мыши выполняли одну и ту же задачу на принятие решения, а активность снимали сразу с десятков областей коры. Сравнивать наконец стало можно честно. Закономерность вышла чёткой. В начале обработки — например, в зрительной коре — специалисты действительно есть. Но чем дальше сигнал уходит вверх по иерархии, тем сильнее размывается специализация: почти каждая клетка реагирует на свою уникальную смесь признаков. Хаоса при этом нет. По одному только рисунку активности исследователи часто угадывали, из какой области взят нейрон. Соавтор работы Лоренцо Позани сравнивает это с картой электоральных предпочтений: районы отличаются друг от друга, но внутри каждого — пёстрая смесь мнений. Зачем мозгу такое многоголосие? Если бы тысячи нейронов реагировали одинаково, их активность просто дублировала бы саму себя. А когда каждый кодирует свою комбинацию, популяция описывает несопоставимо больше ситуаций: красный круг отличается и от красного квадрата, и от чёрного круга. Такой код называют высокоразмерным, и он гибкий — одни и те же представления переиспользуются под разные задачи. Отсюда неприятный вывод для самой науки. Десятилетиями искали клетки с понятным ярлыком, а «непонятные» отбрасывали как шум. Похоже, зря — именно в этом шуме и жила основная информация. @vselennayaplus

Мозг строится через разрывы ДНК Оказывается, чтобы построить здоровый мозг, клеткам приходится буквально рвать собственную ДНК и тут же её латать. Новое исследование в Nature показывает: это норма, а не поломка. Разберёмся по порядку. Когда мозг формируется, свежие нервные клетки не сидят на месте — они протискиваются сквозь плотно набитую ткань к точкам, где станут частью нейронных сетей. И вот это путешествие обходится им недёшево. Учёные из Киотского университета воссоздали такой путь в лаборатории — прогнали нейроны через микроскопические каналы, имитирующие узкие проходы в растущем мозге. Пока клетка протискивалась, флуоресцентные метки подсвечивали в ней разрывы ДНК. Причём не абы какие, а двухцепочечные — когда перерезаны обе нити двойной спирали. Это один из самых опасных типов повреждений: он может привести к мутациям и даже к гибели клетки. Но самое интересное — что было дальше. Стоило нейрону завершить путь, как сигналы повреждений начинали гаснуть. Большую часть разрывов клетка зашивала в течение суток и продолжала работать как ни в чём не бывало. Откуда вообще берётся поломка? Виновник — фермент топоизомераза IIβ. В обычной жизни он делает временные надрезы на ДНК, чтобы снять накопившееся скручивание — примерно как разрезать перекрученный провод, дать ему раскрутиться и соединить обратно. Но под давлением, когда клетка протискивается через тесноту, фермент порой застревает, не успев довести дело до конца. Остаются разорванные концы, которые клетка потом сшивает специальным ремонтным механизмом. У нейронов разрывы приходятся в основном на «неважные» участки генома. А вот у раковых клеток в тех же условиях повреждения случайны и часто бьют по значимым генам — потому и ведут к сбоям. Что будет, если ремонт откажет? Учёные вывели мышей, у которых в нейронах мозжечка не хватало фермента починки. Внешне зверьки развивались нормально, но к ранней взрослости у них появлялись лёгкие проблемы с равновесием — как при человеческих синдромах нестабильности генома. @vselennayaplus