Механизмы работы некоторых нейронов

МЕХАНИЗМЫ РАБОТЫ НЕКОТОРЫХ НЕЙРОНОВ [c.43]

МЕХАНИЗМЫ РАБОТЫ НЕКОТОРЫХ НЕЙРОНОВ [ГЛ. Ш [c.44]

И если последовательность процессов, например, в цикле Кребса или дыхательной цепи может служить примером сложного кода, то работа мозга является примером кодирования кода. Это значит, что получение кодового сигнала в виде серии так или иначе модулированных колебаний потенциала приводит в действие сразу целую систему кодовых афферентных сигналов электрической и химической природы (сигналы мышцам, железам внутренней секреции через гипоталамус и гипофиз и т. д.). Для того чтобы этот механизм мог работать, необходима память и ассоциативные связи — внешние раздражители должны оставлять в нейронах мозга некоторые следы , связанные друг с другом в соответствии с реальными связями, существовавшими между ними во внешней среде. [c.395]

При изменении условий окружения (вектор V) и условий функционирования и режимов работы организма (вектор ге>) в нем возникают переходные процессы по всем переменным состояния X = x v,w,t), направленные на выполнение равенства у = т. В ходе этих переходных процессов некоторые из переменных X могут принять неприемлемые для нормальной жизнедеятельности организма, значения. Чтобы предотвратить выход переменных за пределы безопасности, во время переходных процессов включаются рецепторные механизмы терморегуляции (см. например, характеристики нейронов третьего и четвертого типа на рис. 7.16). [c.261]

Электрохимический механизм потенциалов действия был впервые установлен в 40-50-х годах нашего века. В то время еще не были разработаны методы изучения электрических явлений в небольших одиночных клетках, и поэтому эксперименты можно было проводить только на гигантской клетке, а точнее на ее части - гигантском аксоне кальмара (рис. 19-10). Последующие работы показали, что нейроны большинства животных проводят потенциалы действия таким же образом. На схеме 19-2 представлены некоторые из ключевых основополагающих экспериментов. Несмотря на значительные технические усовершенствования, сделанные с тех пор, логика первоначальных исследований продолжает служить моделью для современных работ. Решающим моментом стало понимание того, что проницаемость мембраны для Ыа" и К" изменяется при изменении мембранного потенциала, иными словами, в мембране имеются натриевые и калиевые каналы, зависимые от потенциала. Метод фиксации потенциала (рис. 19-11) дал возможность подробно изучить закономерности открытия и закрытия этих каналов при изменении мембранного потенциала и показал, что потенциал действия-прямое следствие этих закономерностей. [c.298]

Обучение. Предъявляются данные некоторой задачи и анализируется полученное решение (пусть даже случайным образом). Если решение неудовлетворительно, то связи, приведшие к такому решению, уменьшают величину своей проводимости, и наоборот. Это очень удобный механизм настройки нейронных сетей, что научиться работать с ним можно, не разу не взяв в р)тси инструкцию. [c.213]

Нейроны характеризуются необыкновенно высоким уровнем обмена веществ, значительная часть которого направлена на обеспечение работы натриевого насоса в мембранах и поддержание состояния возбуждения. Химические основы передачи нервного импульса по аксону уже обсуждались в гл. 5, разд. Б, 3. Последовательное раскрытие сначала натриевых и затем калиевых каналов можно считать твердо установленным. Менее ясным остается вопрос, сопряжено ли изменение ионной проницаемости, необходимое для распространения потенциала действия, с какими-либо особыми ферментативными процессами. Нахманзон указывает, что ацетилхолинэстераза присутствует в высокой концентрации на всем протяжении мембраны нейрона, а не только в синапсах [38, 39]. Он предполагает, что увеличение проницаемости к ионам натрия обусловлено кооперативным связыванием нескольких молекул ацетилхолина с мембранными рецепторами, которые либо сами составляют натриевые каналы, либо регулируют степень их открытия. При этом ацетилхолин высвобождается из участков накопления, расположенных на мембране, в результате деполяризации. Собственно, последовательность событий должна быть такова, что изменение электрического поля в мембране индуцирует изменение конформации белков, а это уже приводит к высвобождению ацетилхолина. Под действием аце-тилхолинэстеразы последний быстро распадается, и проницаемость мембраны для ионов натрия возвращается к исходному уровню. В целом приведенное описание отличается от описанной ранее схемы синаптической передачи только в одном отношении в нейронах ацетилхолин накапливается в связанной с белками форме, тогда как в синапсах — в специальных пузырьках. Существует мнение, что работа калиевых каналов регулируется ионами кальция. Чувствительный к изменению электрического поля Са-связывающий белок высвобождает Са +, который в свою очередь активирует каналы для К" , последнее происходит с некоторым запозданием относительно времени открытия натриевых каналов, что обусловлено различием в константах скоростей этих двух процессов [123]. Закрытие калиевых каналов обеспечивается энергией гидролиза АТР. Имеются и другие предположения о механизмах нервной проводимости [124]. Некоторые из них исходят из того, что нервная проводимость целиком обеспечивается работой натриевого насоса. [c.349]

В настоящей главе речь пойдет о двигательных механизмах генерации звуковых сигналов у насекомых, птиц и человека. Вначале полезно будет сделать несколько общих замечаний. Акустическая сигнализация насекомых и птиц сейчас активно изучается. В последние годы в этой области достигнут ряд успехов, которые оказались важными для понимания нейронных механизмов на всех уровнях иерархии двигательных систем — от мышц до центральных программ. Однако полученные результаты не привлекли такого внимания, как результаты работ по локомоции. Что касается вокализации у млекопитаю-вдх, то нейробиологи проявляют к ней удивительно мало интереса. В самом деле, если не считать данных о речевой зоне в коре нашего собственного мозга, вопрос о механизмах извлечения звука у млекопитающих в большинстве руководств по физиологии даже не упоминается. Отчасти это можно объяснить тем, что нейронные механизмы у млекопитающих гораздо сложнее, чем у насекомых и птиц, и потому лишь с трудом поддаются экспериментальному анализу. Однако механизмы вокализации и речи настолько важны для человека, что их никак нельзя игнорировать. Как мы увидим далее, по некоторым аспектам этой проблемы накоплено довольно много данных, и сопоставление их с результатами, полученными при изучении насекомых и птиц, проливает некоторый свет на те качества, которые в процессе эволюции оказались важными для развития у человека речи как способа общения. [c.140]

Общим результатом множества выполненных работ было установление того, что клетки возбудимы уже на ранних стадиях развития и что входной ток (деполяризующий клетку), переносится ионами Са +. Этот факт уже отмечался в главе 7. На ранних стадиях развития для клеток характерно, что они связаны щелевыми контактами. Как обсуждалось выше, кальциевый спайк может формироваться в теле клетки или конусе роста. У некоторых клеток такой механизм генерации спайков сохраняется до зрелости (например, у мышечных клеток). Во многих системах наблюдается переход к генерации спайков с помощью ионов как натрия, так и кальция, и в конце концов с помощью только Ма+. Это в особенности характерно для проекционных нейронов с длинными аксонами. Напротив, многие из клеток, не генерирующих спайки, на всех стадиях развития обладают невозбудимыми мембранами. Имеется и другой случай, когда некоторые клетки возбудимы на ранних стадиях развития. [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология