6 апреля 2026 г. исследователи из Weill Cornell Medicine и их коллеги представили результаты работы, раскрывающей принципы работы нейрональных цепей в стволе мозга, управляющих движениями глаз. Полученные данные открывают перспективы для разработки методов лечения нарушений глазодвигательных функций. В ходе эксперимента на семидневных особях данио-рерио ученые изучили, как связи между нейронами контролируют направление взгляда и поддерживают зрительное внимание, что дало новое понимание работы мозга и кратковременной памяти.
Исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, использовало молодых данио-рерио из-за простоты их нейронных систем. К пятидневному возрасту эти рыбы способны плавать и охотиться, что требует устойчивой зрительной фокусировки. Применяя передовые методы визуализации, команда идентифицировала нейроны, участвующие в управлении взглядом, и составила карту взаимосвязей внутри нейронной сети.
Ключевым результатом стало описание системы управления взглядом у данио-рерио, состоящей из двух главных петель обратной связи, каждая из которых включает три кластера взаимосвязанных клеток. Разработанная на основе этой схемы вычислительная модель точно предсказала характер активности нейронов, что впоследствии было подтверждено физиологическими данными.
Важным открытием стало структурное сходство между отделами мозга, контролирующими движения глаз у рыб и млекопитающих. Однако у данио-рерио эта система включает всего 500 нейронов, что позволяет анализировать всю цепь как на микроскопическом, так и на функциональном уровне. «Мы можем проанализировать всю схему целиком — микроскопически и функционально. У других позвоночных это сделать очень сложно», — пояснил старший автор работы Эмре Аксай, PhD, доцент кафедры физиологии и биофизики Weill Cornell Medicine.
Результаты создают основу для новых терапевтических подходов к лечению глазодвигательных нарушений. Понимая вклад отдельных кластеров клеток в общее поведение нейронной цепи, исследователи смогут изучить, обладают ли нейроны в разных кластерах различными генетическими профилями, и разработать таргетную терапию, воздействующую на дисфункциональные клетки этих цепей.
В дальнейшем команда планирует детально исследовать роль отдельных клеточных кластеров и их специфический вклад в работу системы управления взглядом. Исследование проведено под руководством д-ра Эмре Аксая совместно с Марком Голдманом, PhD (Калифорнийский университет в Дэвисе), и Себастьяном Зунгом, PhD (Принстонский университет). Работа поддержана грантами National Eye Institute, National Institute of Neurological Disorders and Stroke и Brain Initiative.