В декабре 2025 года исследователи из Keck School of Medicine Университета Южной Калифорнии (USC) опубликовали в журнале Nature Communications исследование, которое показало наличие непрерывных слоёв нейронов в головном мозге у мышей. Учёные выяснили, что в области CA1 гиппокампа — ключевой зоне мозга, отвечающей за запоминание и ориентацию в пространстве — скрыта сложная четырёхслойная структура нейронов.
Чтобы «увидеть» структуру CA1 на уровне отдельных молекул, команда использовала технику RNAscope1 РНК — это своего рода «копии» активных генов, и по ним можно понять, какие клетки работают и какие функции выполняют. С помощью высокоразрешающей микроскопии учёные изучили экспрессию генов в более чем 58 тысячах нейронов и проанализировали 330 тысяч молекул РНК. Такой огромный объём данных позволил увидеть, что CA1 состоит не из одного слоя, как долго полагали, а из четырёх, каждый из которых отличается своим набором активных генов.
Гиппокамп2 играет огромную роль в формировании воспоминаний, ориентации в пространстве, эмоциональных реакциях и обучении. Новые данные о слоистости CA1 дают возможность более точно определять взаимосвязь структуры и функций и помогают лучше понять, какие именно нейроны участвуют в каждом из процессов. Раньше учёные наблюдали активность только на уровне всей области, а теперь появилась возможность изучать её более детально. Кроме того, новые данные могут объяснить, почему некоторые типы нейронов более уязвимы в условиях патологий, таких как болезнь Альцгеймера и эпилепсия, где гиппокамп вовлекается в процесс дегенерации мозга. Если разные слои выполняют разные функции и имеют разную генетическую активность, то и повреждаться они могут по-разному.
Исследователи обнаружили, что вместо равномерного распределения клеток, как предполагалось раньше, клетки CA1 выстроены в длинные полосы, которые проходят через всю область гиппокампа. Каждый слой — это не просто
анатомическая граница, а отдельная экосистема клеток со своими функциями и уникальными активными генами. Более того, толщина этих слоёв меняется по мере того, как они тянутся вдоль гиппокампа. CA1 гораздо разнообразнее и функциональнее, чем показывали традиционные типы исследования.
Учёные использовали HGEA — Атлас экспрессии генов гиппокампа, куда добавили новую детализированную карту клетки за клеткой. Теперь исследователи по всему миру могут просматривать 3D-структуры в специальном приложении и наблюдать за распределением типов клеток как в срезе, так и в объёме. Структурные данные получены на основе генетической карты CA1, созданной с использованием Atlas экспрессии гиппокампальных генов (Hippocampus Gene Expression Atlas, HGEA). Новый атлас клеточных типов доступен научному сообществу и включает трёхмерные визуализации, которые можно исследовать с помощью специализированного приложения, разработанного исследователями.
Хотя работа выполнена на мышах, учёные отмечают, что похожая особенность — слоистость CA1, выявленная в мозге мышей, отражает аналогичные процессы, ранее наблюдаемые в приматах и у человека на уровне толщины области CA1, что позволяет сделать предположение насчёт общности такой архитектуры для млекопитающих. Это значит, что четырёхслойная организация может быть общим принципом устройства памяти у млекопитающих. Но чтобы подтвердить аналогичную сегментацию у человека, нужны дополнительные исследования. Контроль за качеством данных обеспечивался стандартизированным секционированием тканей и анализом генетической экспрессии на всех уровнях CA1 — от передних до задних отделов гиппокампа. Это позволило получить репрезентативную картину распределения клеток вдоль всей длины области и убедиться в консистентности слоистости.