Пластичность нейронов

Ответ на этот вопрос был получен в работах исследователей из Стэнфордского университета Джона Николлса и его сотрудников. Рассмотрим сначала Ь-нейрон. В тело этого нейрона и в тело сенсорного нейрона, расположенного в том же ганглии, были введены микроэлектроды. Прямое раздражение сенсорного лейрона путем подачи электрического импульса через внутриклеточный электрод приводило к возникновению в этом нейроне потенциала действия. Это сопровождалось и реакцией со сто-,роны Ь-нейрона, которая заключалась в деполяризующем синаптическом потенциале, вызывавшем возникновение небольшого по амплитуде импульса (см. рис. 20.2). Анализ латентных периодов и других свойств потенциалов, возникавших при стимуляции всех трех разновидностей сенсорных нейронов, показал, что Т-нейрон соединен с Ь-нейроном электрическим синапсом, Ы-нейрон — химическим синапсом, а Р-нейрон — и электриче- Ским, и химическим синапсами. Было обнаружено также, что химические синапсы обладают высокой пластичностью при повторном раздражении ответ в них существенно облегчается. Напротив, ответы, опосредуемые электрическими синапсами, оставались сравнительно неизменными (рис. 20.2). [c.52]

Полученные в этих экспериментах данные свидетельствуют в пользу постоянной конкуренции за синаптические контакты, причем каждый нейрон вовлечен в этот процесс как на стадии развития, так и на протяжении всей жизни особи. Такая конкуренция в значительной степени служит основой пластичности нейронных сетей. Нейробиологи только начинают приближаться к пониманию роли этой пластичности. Например, недавние ра- [c.263]

При возникновении соответствующей ситуации (например при предъявлении условного раздражителя) происходит преимущественное прохождение импульсов по предпочитаемым путям, что и обеспечивает формирование функциональной структуры, запускающей определенный тип поведения. По этим соображениям в современных исследованиях в качестве модели для изучения возможных механизмов памяти часто используют феномен так называемой пластичности нейронов. Этот феномен заключается в том, что под влиянием тех или иных факторов, в частности интенсивного возбуждения нервных клеток, происходит перестройка их пре- или постсинаптического аппарата. Такая перестройка продолжается более или менее длительное время, которое во всяком случае превышает длительность обычных синаптических процессов, связанных с проведением одного или серии импульсов. Функциональные изменения в синаптическом аппарате приводят к тому, что характеристики пере- [c.380]

Белок S-100 специфичен для нервной системы [10]. Он широко представлен как в нейронах, так и в глиальных клетках и охарактеризован как цитоплазматический и мембранно-связанный белок М 20 ООО он состоит из двух Са2+-связывающих полипептидных цепей. Видимо, S-100 принадлежит к группе сходных белков, для одного из которых, РАР 1Ь-белок (сокращение для кислого белка богатого фенилаланином), недавно была определена первичная структура [11]. S-100 имеет значительную структурную гомологию с Са +-связывающим мышечным белком тропонином С. Функция S-100 не выяснена в гл. 11 мы вернемся к его возможному участию в развитии нервной системы и пластичности. [c.315]

Специфичность и пластичность — два основных свойства нервной системы, которые требуют объяснения на молекулярном уровне. В основе дифференциации нейрона и правильного сопряжения нейронной сети должна лежать генетическая программа, однако она должна быть достаточно гибкой, а результат в целях необходимой адаптации достаточно пластичным. [c.349]

Для обеспечения высокой физиологической пластичности нервных окончаний (НО) при различных функциональных состояниях ЦНС необходима определенная мощность и направленность биосинтетических процессов в нервных клетках, особенно синтеза функционально значимых белков и РНК (Глебов, 1970). До последнего времени нет ясного ответа на вопрос, где происходит такого рода биосинтез — в НО или в теле нейрона [c.39]

Хотя восстановленная картина событий еще далека от завершения, сейчас уже, по-видимому, ясно, что развитие специальных синаптических участков (как видно на примере нервно-мышечных соединений) зависит не от какого-то одного фактора, а от множества различных факторов. И пресинаптические, и постсинаптические процессы, и внеклеточный матрикс вносят свой вклад в строго запрограммированную последовательность взаимодействий. В этом участвуют как химические, так и электрические факторы. Аксоны от нескольких пресинаптических клеток вступают в конкурентную борьбу за право образовать вход на одной постсинаптической клетке. При изучении основных механизмов этих явлений рассмотрение свойств нервно-мышечных контактов дает дополнительные примеры процессов развития, обсуждавшихся в главе 10, а также много примеров пластичности, лежащей в основе регенерации и научения, с которой мы уже встречались при рассмотрении различных нейронных сетей. [c.24]

Одной из наиболее характерных особенностей нервной системы является ее высокая пластичность (динамичность) при сохранении стабильности состава. Эта особенность связана прежде всего с наличием в нейронах синаптических образований, количество которых при различных состояниях резко меняется из-за непрерывного образования синапсов и их распада в одном нейроне может быть от 30 до 1000 синапсов. Одновременно благодаря синаптическим структурам возникают связи (контакты) как внутри нейрона, так и между отдельными нейронами не только по локальному, но и функциональному при-зна у . [c.7]

Неизвестно, связана ли фиксация разнокачественной информации с экспрессией разных генов или существует универсальный для всех пластичных нейронов механизм записи . Основной трудностью на пути исследования этих вопросов является слабая изученность лежащего в их основе вопроса о морфологическом и нейрофизиологическом субстрате памяти. Исследования специфической для обучения экспрессии генов на целом мозге или его крупных подразделениях неминуемо упирается в проблему иголки в стоге сена они затрагивают огромные популяции нервных клеток, функциональная активность которых необходима не для процесса фиксации памяти как такового, а для так называемых неспецифических атрибутов процесса обучения (поддержание определенного уровня неспецифической активации, восприятие сенсорной и висцеральной информации, двигательной активности и т.д.). [c.385]

Рис. 30.2. Общая схема привыкания и сенситизации в нейронной системе (в данном случае на примере мозга млекопитающего). Поперечные черточки — синапсы, ие обладающие пластичностью светлые треугольники — синапсы, в которых возможно привыкание. (По Groves, Thompson, 1970, с изменениями.)

Ориентационную селективность нейронов зрительной коры тоже объясняют пластичностью модулей. Если котята имели возможность видеть только вертикальные полосы, то при регистрации активности корковых клеток у них чаще выявляются ейроны, реагирующие сильнее всего именно на вертикаль- [c.344]

Рис. 8.14. А. Нейронные цепи гиппокампа. Изображены те цепи, которые выявляются В срезе гиппокампа, помещенном в камеру для регистрации активности нейронов. Различные звенья цепей (1—6) описаны в тексте. Б. Опыты с внутриклеточной регистрацией активности пирамидных клеток, доказывающие пластичность синапсов а — потенциалы, возникающие в ответ на небольшие разряды в радиальных волокнах (4). Прерывистые линии — запись потенциалов до тетанизирующего раздражения радиальных волокон, сплошные — после такого раздражения, б и в — те же реакции в ответ на более мощные разряды в радиальных волокнах. (Andersen et al., 1977.)

Таким образом, ганглиозиды вносят существенный вклад в функции нейрональных мембран. Ганглиозиды несут многочисленные отрицательные заряды, образуя поверхностный анионный слой с выраженным сродством к катионам. Все структурные изменения ганглиозидов за счет гликозилирования, ре-и десиалирования, ацетилирования, образования лактонов и взаимодействия с ионами, гликопротеинами, фосфолипидами и белками влияют, прежде всего, на их заряд и затрагивают электрогенную природу мембран. Сочетание необычайной структурной пластичности с лабильной электрогенностью и способностью к узнаванию других молекул делает эти уникальные соединения участниками проведения нервного импульса в нейронах и регуляции этого процесса. [c.138]

Фундаментальным свойством всех нейрорецепторов является их лабильность и высокая скорость синтеза самого рецептора. Это свойство рецепторов конрастирует с более жесткой запрограммированностью синтеза белковых компонентов мембран, которая обычно наблюдается у других (не нервных) типов тканей. В нейронах развиты механизмы непрерывного синтеза рецепторов и их быстрой утилизации либо путем интернализации, либо с помощью пиноцитоза. Высокая скорость обновления нейрорецепторов oбy лoвJteнa, по-ввдимому, необходимостью изменения информационной емкости и пропускной способности нейрона. В этом случае генетический аппарат клетки способен, интефируя всю приходящую информацию, принять решение путем перестройки синтеза белковых компонентов мембран. В этом скрыта одна из причин уникального свойства нейронов и нервной ткани в целом — пластичности. [c.261]

Дополнительным свидетельством значения фосфорилирования протеинкиназой С белка В-50 (или белка Г , который скорее всего идентичен ему) служат результаты экспериментов с долговременной синаптической потенииацией нейронов гиппокампа, Феномен долговременной синаптической потенциации заключается в том, что после длительного высокочастотного раздражения нервной клетки ее ответ на приходящие импульсы в течение довольно продолжительного времени оказывается усиленным. Это явление в настоящее время служит одной из основных моделей нейронной пластичности, которая, как было сказано, в свою очередь используется для изучения механизмов памяти. В ряде экспериментов различных исследователей было показано, что во время долговременной синаптической потенциации нейронов гиппокампа происходит резкая активация фосфорилирования белка В-50 (Р,) протеинкиназой С. [c.383]

Изложенные предположения о роли нейропептидов в процессах нейронной пластичности и памяти не о зательно должны относиться исключительно к вазопрессину и АКТГ, т.е. тем пептидам, которые несомненно способны стимулировать память при их введении в организм. Вероятно, не все введенные пептиды могут, не разрушаясь, достигать тех клеток мозга, где они способны оказать свое действие. Кроме того, в том случае, когда пептид вводят системно, т.е. внутривенно, внутрибрю-шинно, подкожно или внутримышечно, его действие распространяется сразу на весь организм и специфическое влияние на процессы обучения и памяти может маскирюваться другими эффектами. Вот почему количество известных нейропептидов-стимуляторов памяти, скорее всего, будет постепенно увеличиваться. [c.405]

В целом, развитие представлений о молекулярных механизмах памяти идет от попыток создания универсальных гипотез, стремящихся объяснить все процессы, связанные с запоминанием в целом, к разработке все более усложняющихся представлений о большой и разветвленной цепи реакций, определяющих различные формы нейрологической памяти. В связи с этим следует обратить внимание на одно важное обстоятельство. Имеющиеся в настоящее время данные заставляют предполагать, что формы нейрологической памяти и обусловливающие их нейрохимические механизмы могут определяться не только временньа и характеристиками, но и тем, какая именно информация запоминается или какой тип условной реакции вырабатывается. Например, ингибиторы кальций-зависимых протеиназ, о роли которых в формировании нейронной пластичности и ООП уже говорилось, могут нарушать выработку только отдельных видов условных реакций, оставляя интакт-ными другие. Аналогичные факты известны относительно некоторых пептидных регуляторов памяти (вазопрессин и АКТГ) и веществ, влияющих на классические медиаторы (норадреналин и серотонин). Существуют типы поведенческих реакций, [c.412]

Усиливается ли выброс медиатора в синапсе при развитии ПТП На этот вопрос можно получить ответ, если использовать квантовый анализ процесса выделения медиатора. Впервые такой анализ удалось осуществить Ямамото (Yamamoto, 1982). В его опытах регистрировались внутриклеточные унитарные ВПСП в нейронах поля САЗ поперечных срезов гиппокампа в ответ на стимуляцию гранулярных клеток. Оценивались два параметра синаптической передачи квантовый состав (т) и величина кванта (<7). Оказалось, что для данной синаптической передачи т = 8.3, <7 = 0.28 мВ. При развитии частотной потенциации при неизменном значении величины кванта наблюдалось двукратное увеличение квантового состава, что указывает на увеличение числа выделяемых квантов медиатора во время развития данной формы облегчения в гиппокампе. Вероятно, использование такого метода на срезах будет успешным при анализе других форм пластичности, в том числе и ПТП. [c.56]

Pue. 2.6. Сенснтизация является такой формой обучения и памяти, при которой ответ на стимул усиливается под влиянием другого, более сильного стимула. Здесь рефлекс втягивания жабры у аплпзии усиливается в результате ноцицеп-тивного раздражения области головы. Этот стимул активирует нейроны, которые возбуждают облегчающие вставочные нейроны (В.Н.), последние оканчиваются на синаптических окончаниях сенсорных нейронов. Эти нейроны пластичны. т.е. способны изменять эффективность своего синапса. Медиатор облегчающих вставочных нейронов, предположительно серотонин (точки в кружке), модулирует выделение медиатора сенсорного нейрона на возбуждающие вставочные нейроны и мотонейроны. [c.39]

Близкие по общему характеру, но вместе с тем выраженно химические представления высказывает Ре88агё (1954). ...Трудно представить, чтобы характер процессов, связанных с переживанием , был бы другим, чем тот, который принимается для объяснения явлений памяти, т. е. речь должна идти о более или менее длительных модификациях, кладущих как бы свой отпечаток на пластические ультраструктуры нейрона. Химические специфики различных нейронов могут играть при этом решаюгцую роль и нужно помнить, что такая специфичность является свойством макромолекул с их выраженной пластичностью и гистеризисом. [c.161]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология