Поиск по сайту
Проект публикации книги «Познай самого себя»
Узнать, насколько это интересно. Принять участие.

Новость сайта Fornit

Зрение наcтроили по звёздам (астроцитам)

На зрительные сигналы способны быстро реагировать не только нейроны, но и астроциты — звёздчатые клетки мозга, регулирующие активность кровотока. Получается, что именно работу последних регистрирует фМРТ, ставшая для неврологов «золотой жилой». Стоит ли пересматривать результаты доброй сотни работ, пока неизвестно. Зато в понимании физиологов «поддерживающие» клетки стали куда более активными .
Сложность и совершенство архитектуры мозга с трудом поддается изучению. На смену топической диагностике, микроэлектродам, вскрытиям и скрупулезному анализу активности отдельных клеток пришла томография. Конечно, ..цать лет пришлось подождать, пока уровень техники сможет поравняться с самой идеей, но зато за последние десять магнитно-резонансную томографию довели до совершенства.
Венец современной медицинской техники – функциональный магнитно-резонансный томограф, способный оценивать скорость и объём кровотока через отдельные области головного мозга. Именно таким образом были подтверждены старые, а главное – найдены новые участки, «отвечающие» за ту или иную функцию. Десятки подобных работ основаны в первую очередь на гипотезе, что нейроны обладают возможностью контролировать работу сосудов, увеличивая приток крови при повышенной активности.
Мриганка Шур и его коллеги из Массачусетского технологического института выяснили, что работу сосудов регулируют отнюдь не нейроны, а астроциты – звездчатые клетки нервной системы.
Они относятся к глиальным элементам – «поддерживающим» клеткам нервной системы, которые обеспечивают изоляцию, питание, деление «стволовых» элементов и рост, а как недавно выяснилось, даже частично берут на себя функции нейронов.
Как отметил Джеймс Шуммерс, один из соавторов опубликованной в Science работы, астроциты электрически неактивны, поэтому от них просто не ожидали какой-либо быстрой реакции, характерной для нейронов. Двухфотонная микроскопия показала обратное.
Ученые исследовали активность зрительных нейронов в головном мозге хорька. Непосредственным объектом для изучения стали ионы кальция, выполняющие роль универсального переносчика сигналов внутри различных клеток: мышечных, нервных, обычных фибробластов кожи и железистого эпителия. Для этого ученые пометили тысячи клеток зеленым флуоресцирующим индикатором, яркость свечения которого существенно возрастает при увеличении концентрации кальция в клетках. А затем начали наблюдать, но уже через микроскоп.
В отличие от фМРТ, микроскопия отражает известные физические величины
,в данном случае – интенсивность и локализацию флуоресценции. В результате Шуммерс и Шур показали, что в ответ на зрительный стимул астроциты «активируются» не хуже, а главное – не намного медленней нейронов. Если пик концентрации кальция в последних приходился на 3 секунды, то в соседних астроцитах – на 7 секунд после сигнала. Авторы объясняют эту задержку временем, необходимым для выделения нейромедиатора или других ионов из нейронов и связывания их с рецепторами на звездчатых клетках.
Ученые не ограничились однотипным «засвечиванием», а использовали разнообразные зрительные сигналы, вызывающие возбуждение нейронов в разных участках коры. Во всех случаях рядом с серыми клеточками активировались астроциты.
Более того, звездчатые клетки даже превзошли нейроны в способности «подстраиваться» к сигналу, изменяя активность в ответ на стимул.
Поскольку умение регулировать, а иногда даже кардинально изменять реакцию нейронов уже доказано, то Шур не сомневается в том, что астроциты участвуют и в формировании изображения.
Тем более что в головном мозге их гораздо больше, чем самих нейронов – до 50% от общего количества клеток. Их сеть по распространённости не уступает серым клеточкам с такими же многочисленными межклеточными контактами, кроме того – слияниями и объединениями с формированием многоклеточных комплексов. В таком случае им вовсе не нужно электрическое поле для быстрого распространения сигнала – внутри клетки или комплекса с помощью «мессенджеров», один из которых – ионы кальция, информация распространяется не намного медленнее, чем по «нейронным проводам».
Учёным пока не удалось зарегистрировать сигнал активации астроцитов в других областях мозга, то есть неизвестно, передают ли они его по своим сетям независимо от нейронов.
Таким вот оригинальным образом получил развитие вопрос «Что может и чего не может фМРТ», поднятый Никосом Логотетисом из Университетов Манчестера и Тюбингена.
Вопрос «стоит ли пересматривать результаты сотни работ, сделанных с помощью фМРТ?» Шур теперь интересует меньше всего. Во-первых, из солидарности с коллегами. А кроме того, ему с Шуммерсом удалось сделать куда более важное уточнение — найти «тайных кардиналов», контролирующих действия управляющих клеточек мозга. Шур надеется продолжить эксперименты, и ещё глубже проникнуть в тайны этой сети – «второй половины мозга».
Справка:
Астроциты
— клетки нейроглии. Совокупность астроцитов называется астроглией. Астроциты делятся на фиброзные (волокнистые) и плазматические. Фиброзные астроциты располагаются между телом нейрона и кровеносным В частности – регулируют активность синапсов, по которым сигнал передаётся от одного нейрона к другому, отвечают за привыкание к морфину и опиатам, и, что немаловажно в «средней полосе», отвыкание от алкоголя.
Магнитно-резонансная томография
ЯМР – общепризнанное сокращение словосочетания «ядерный магнитный резонанс». ЯМР – томография (или МРТ) – это относительно новый вид получения изображения внутренних органов.
24-06-2008г.
Активность
Главная
Темы
Показы
Полезное
О сайте
Яндекс.Метрика