Исследователи Allen Institute обнаружили у мыши самый длинный из когда-либо измеренных нейронов и получили новые данные о работе мозга во время обучения. Результаты опубликованы 16 сентября 2026 года в журнале Nature в статье «Topographic structure and function of locus coeruleus noradrenaline neurons».
Учёные изучали голубое пятно — небольшую область ствола мозга, известную также как locus coeruleus (LC). Она выделяет норадреналин — химический посредник, участвующий в регуляции внимания и обучения, реакции организма на стресс или возбуждение, а также сердечного ритма. Ранее LC часто рассматривали как единый источник одинакового сигнала для всего мозга.
В эксперименте мыши принимали решения и меняли выбор после отрицательного результата. В такие моменты активировались нейроны верхней части LC, а перед отказом от сигналов, которые могли привести к награде, быстрее работали клетки нижнего отдела. По словам директора направления нейродинамики Allen Institute и соавтора исследования Карела Свободы, норадреналиновая система мозга больше напоминает адресную почтовую сеть, чем сирену, распространяющую один сигнал повсюду.
Картирование связей показало, что верхние, или дорсальные, нейроны LC преимущественно соединены с корой и передним мозгом. Нижние, вентральные клетки направляют отростки к стволу мозга и спинному мозгу. Исследователи считают, что первая группа связана с обучением, тогда как вторая определяет, будет ли животное взаимодействовать с окружающей средой; различия между клетками также отражаются в характере активности их генов.
Для работы специалисты провели визуализацию почти 35 тысяч нейронов по всему мозгу, изучили активность генов почти в 400 тысячах клеток и полностью восстановили строение отдельных сложных нейронов. Средняя длина аксонов LC — отростков, передающих сигналы другим клеткам, — составила около 35 сантиметров. Один из них достиг 70,32 сантиметра, или примерно 27,7 дюйма, став самым длинным нейроном, измеренным у мыши.
Этот нейрон снабжает норадреналином значительную часть коры, но не затрагивает мозжечок, ствол мозга и спинной мозг. Учёные также предположили, что норадреналиновая и дофаминовая системы совместно участвуют в обучении сложным и абстрактным понятиям. Полученные сведения могут помочь создавать лекарства от депрессии, тревожности и синдрома дефицита внимания с гиперактивностью, воздействующие на отдельные цепи и снижающие риск нежелательного влияния на другие участки системы.