«Внутренний GPS» мозга сохранился неизменным за миллионы лет эволюции

Обзор ингибиторных кластеров ретроспленальной коры. Автор: The Journal of Neuroscience (2025). DOI: 10.1523/jneurosci.2246-24.2025

Те же клетки мозга, которые связаны с дезориентацией при болезни Альцгеймера, сохранились — и даже немного увеличились — за миллионы лет эволюции.

Новое исследование Мичиганского университета предполагает, что эти нейроны жизненно важны для эволюционного выживания. Природа охраняла и усиливала их на протяжении бесчисленных поколений, помогая млекопитающим инстинктивно понимать своё местоположение в окружающей среде. Исследование опубликовано в The Journal of Neuroscience.

Как мозг ориентируется в пространстве

Чарльз Дарвин первым описал удивительную способность большинства видов знать, где они находятся, даже без внешних подсказок, и определять прямой путь к цели. Он назвал это «счислением пути». Но эта способность беспрепятственно перемещаться между знакомыми местами нарушена у людей, страдающих от повреждения области мозга, называемой ретроспленальной корой.

«Ретроспленальная кора функционирует как подсознательная система GPS для нашего мозга. В ней есть специализированные нейроны, которые вычисляют, в каком направлении нам нужно двигаться, чтобы достичь желаемого пункта назначения», — объяснил Омар Ахмед, доцент кафедры психологии Мичиганского университета и старший автор исследования.

«Ретроспленальная кора также активируется, когда мы представляем себя в будущем времени или месте. Так что это удивительная область мозга, которая помогает нам подсознательно понимать, где мы находимся в нашем реальном или воображаемом мире. К сожалению, ретроспленальная кора также является одной из первых областей, в которых проявляются нарушения при болезни Альцгеймера».

Исследование специализированных типов нейронов

Команда Ахмеда ранее обнаружила уникальный тип нейрона в ретроспленальной коре мышей. Для этого нового исследования Исла Брукс, сотрудница лаборатории Ахмеда и первый автор исследования, и сам Ахмед создали продвинутые инструменты на основе ИИ, чтобы сравнить генетические сигнатуры нейронов из ретроспленальной коры мышей с нейронами из ретроспленальной коры крыс. Эти два вида разделены миллионами лет эволюционного развития. Несмотря на это, уникальный тип нейрона оказался замечательно хорошо сохранён у крыс.

Исследователи также идентифицировали ещё один специализированный тип нейрона, столь же древний и необходимый для пространственного восприятия, и, опять же, обнаруженный только в ретроспленальной коре. Этот второй тип уникального нейрона также сохранился и даже немного усилился в ходе эволюции.

«Сравнивая тысячи генов в тысячах нейронов от разных видов, мы можем спросить, как конкретные типы нейронов меняются в ходе эволюции», — сказал Ахмед.

Последствия для болезни Альцгеймера

Ретроспленальная кора содержит по крайней мере два специализированных типа нейронов, которые больше нигде в мозге не встречаются.

«Легко представить, почему эти нейроны имеют критическое значение для выживания вида и сохраняются на протяжении миллионов лет эволюции: они помогают успешно найти дорогу домой», — отметил Ахмед.

Большинство людей, живущих с болезнью Альцгеймера, страдают от пространственной дезориентации и не могут найти дорогу домой. Лаборатория Ахмеда сейчас исследует, встречаются ли эти уникальные нейроны также в ретроспленальной коре человека и что с ними происходит при болезни Альцгеймера.

«Мы видим нейроны в человеческом мозге, которые физически похожи на специализированные ретроспленальные нейроны, наблюдаемые у других видов. Понимая, как эти нейроны меняются у людей с болезнью Альцгеймера, мы можем работать над целевыми терапиями для восстановления нейронов», — сказал Ахмед.

Дополнительная информация: Isla A.W. Brooks et al, Unique Transcriptomic Cell Types of the Granular Retrosplenial Cortex are Preserved Across Mice and Rats Despite Dramatic Changes in Key Marker Genes, The Journal of Neuroscience (2025). DOI: 10.1523/jneurosci.2246-24.2025

Источник: University of Michigan

ИИ: Это исследование подчёркивает фундаментальную важность механизмов навигации в мозге для выживания. Тот факт, что эти нейроны сохранялись и усиливались на протяжении миллионов лет, говорит об их критической роли. В 2025 году такие открытия открывают новые пути для понимания и, возможно, лечения нейродегенеративных заболеваний, связанных с потерей ориентации.