Неравная связь между двумя нейронами встречается чаще, чем считалось ранее
Новое исследование, проведенное в Университете Лихай, выявило несколько ранее неизвестных аспектов того, как нейроны общаются друг с другом в мозге.
По словам Джули Хаас, доцента кафедры неврологии факультета биологических наук Университета Лихай, работа связана с электрическими синапсами, которые обеспечивают основную форму связи между нейронами в мозге. Электрические синапсы основаны на порах, которые соединяют клеточные мембраны двух нейронов.
"Изначально можно ожидать, что они будут одинаково пропускать электричество между клетками, но так бывает редко", - сказал Хаас. "Неравенство связи, или асимметрия, - это свойство электрических синапсов, которое часто отмечается, но редко исследуется".
В новой работе, опубликованной в этом месяце в журнале eNeuro под названием "Внутренние источники и функциональные последствия асимметрии электрических синапсов", Хаас и аспирант Остин Мендоза демонстрируют, что множество факторов могут способствовать асимметрии электрических синапсов, включая расположение синапса, силу, направление проводимости, геометрию дендритов и входное сопротивление. Интересно, что исследование также показывает, что эти же факторы могут маскировать асимметрию. Другими словами, они могут создавать впечатление, что электрические синапсы равны, в то время как это не так.
Наконец, работа демонстрирует, что асимметричные связи влияют на две основные функции нейронов: синхронизацию импульсов и ритмическую синхронность.
"Эти результаты подчеркивают, что асимметричная передача и ее влияние, вероятно, происходят во всем мозге, гораздо чаще, чем считалось ранее", - сказал Мендоза.
Одной из целей исследования было собрать и учесть все источники асимметрии электрических синапсов в одном месте. Они также хотели определить расположение электрических синапсов на дендритах, паукообразной приемной части нейронов, и выяснить, может ли их расположение на дендритах быть фактором, способствующим асимметрии. Для этого дуэт добавил дендриты к своей вычислительной модели клеток.
После дальнейшей характеристики асимметрии Хаас и Мендоза изучили, как факторы, способствующие асимметрии, могут повлиять на две известные функции электрических синапсов: скорость возникновения потенциалов действия и синхронность работы клеток.
"Одной из удивительно сильных причин асимметрии было расположение самого синапса вдоль дендритов клетки. Мы были удивлены тем, как сильно влияет даже небольшая асимметрия на функции электрических синапсов. Часто, когда в статьях сообщается, что клетки связаны электрическими синапсами, они могут умалчивать о том, насколько они асимметричны, или даже сообщать, что они симметричны, не вдаваясь в подробности, показывающие, что это так. Мы надеемся, что это исследование будет широко рассмотрено в нашей области, поскольку оно подчеркивает основные, но важные свойства электрических синапсов".
