Нейрон, который только что успокоился, похож на пианиста, убравшего руки с клавиш. Но внутри него продолжается беззвучная работа: крошечные насосы выкачивают ионы хлора наружу, возвращая инструмент в состояние готовности. Если насосы не справляются, хлор накапливается — и тогда тормозной сигнал, призванный утихомирить клетку, вдруг начинает её возбуждать. Этот парадокс, как выяснила новая работа, управляет развитием эпилептического припадка.
Авторы построили компьютерную модель сети нейронов, где за баланс возбуждения и торможения отвечала именно хлорная «подзарядка». Они покрутили один ключевой параметр — долю тормозных сигналов, которые открывают каналы для входа хлора, — и увидели, как приступ проходит через разные стадии. Когда эта доля мала, судороги быстро затухают или вовсе не начинаются. Стоит её увеличить — и сеть входит в тоническую фазу: мышцы напрягаются, как струна. Затем наступает клоническая фаза с ритмичными подёргиваниями. При высоких значениях по коре бегут спиральные волны активности, и остановить их торможением уже почти невозможно.
Любопытный поворот случился на средних значениях параметра: тоническая стадия выпадала, и приступ сразу переходил в клонические подёргивания. Более того, когда авторы одновременно меняли силу возбуждающих и тормозных связей, картина усложнилась. Рост возбуждения расширял зону судорог, а усиление торможения, наоборот, затягивало спокойный период перед приступом и глушило клоническую фазу. Так простая химия одного иона превращается в дирижёра целого оркестра симптомов. И пианист за клавишами вновь обретает контроль — или теряет его, если хлорный баланс нарушен.
У новорождённых хлорный насос ещё не работает в полную силу, поэтому ГАМК часто возбуждает нейроны — возможно, это помогает строить связи в растущем мозге.
В романе «Цветы для Элджернона» интеллект управляется одним параметром — здесь роль похожего рычага играет обычный хлорный баланс.