Мыши стали прозрачными ради науки — первый 3D атлас всех нервных дорог в теле

Периферическая нервная система управляет каждым нашим движением, регулирует работу глаз, обеспечивает чувствительность кожи и мгновенно реагирует на болевые раздражители — от лёгкого удара до наступания на кусочек конструктора. Несмотря на такую роль, у исследователей до сих пор не было полной карты этой сети у млекопитающих: существовали подробные схемы головного и спинного мозга, но целиком система проводов в нашем организме оставалась неизученной.

Теперь ситуация изменилась. В журнале Cell опубликовано исследование , в котором представлена трёхмерная карта всех нервных волокон, проходящих через тело мыши. Это первый полный коннектом млекопитающего, включающий не только центральную, но и периферическую нервную систему.

Работа началась с необычного шага: тела 16 взрослых мышей сделали максимально прозрачными. Для этого удалили жир, кальций и другие вещества, мешающие прохождению света. Затем применили специальный комплекс инструментов — одновременно режущий и сканирующий, — чтобы послойно фотографировать каждое тело с шагом 400 микрометров. На одного животного уходило около сорока часов. Учёные подчёркивают: классическими методами на сбор аналогичных данных ушли бы месяцы или даже годы.

Чтобы видеть тончайшие различия, исследователи использовали несколько подходов. Семь мышей были генетически модифицированы: их нейроны получили способность флуоресцировать. В результате главным образом засветилась область головы, что позволило детально рассмотреть черепные нервы. В четырёх случаях применили метод иммуномечения — антителами подсветили белки симпатической нервной системы, отвечающей за реакции «бей или беги». У пяти других животных протестировали вирусную технику трассировки аксонов, чтобы проследить проекции по всей их длине.

Особое внимание уделили блуждающему нерву, в который входят отростки тысяч отдельных нейронов. Оказалось, что каждый его волоконный пучок идёт строго к одному органу желудочно-кишечного тракта и не делится между несколькими, как предполагали ранее. На реконструкциях чётко видны его пути через желудок и тонкий кишечник.

Такие карты показали принципиально важные детали: проекции периферических нервов оказываются строго органоспецифичными, а их ветвление следует жёстким маршрутам. Это создаёт основу для понимания того, каким образом нервная система управляет физиологией тела на уровне отдельных органов. В частности, теперь можно изучать, как симпатические волокна пронизывают почки, сердце или кишечник, и как они обеспечивают связь этих органов с центральной нервной системой.

Авторы работы подчеркивают, что подобные методы в дальнейшем можно перенести на человеческие ткани. Это особенно важно для планирования высокоточных хирургических операций, где знание точного пути нерва позволяет минимизировать повреждения. Кроме того, подробные карты могут стать опорой при разработке терапий против заболеваний, связанных с нервной системой , включая хронические боли.

Полученный атлас стал шагом к созданию действительно полного коннектома млекопитающих — не ограниченного мозгом и спинным мозгом, а включающего весь организм. Теперь исследователи располагают структурным каркасом, на который можно нанизывать данные о функциях и патологиях, чтобы понимать не только работу отдельных нервов, но и то, как их взаимодействие формирует здоровье или болезнь .