Открыты новые особенности механизма работы нейронов

Учёные выяснили, что возбуждение в нейроне формируется не так, как считалось ранее. Авторы статьи в журнале Scientific Reports под руководством Идо Кантера из Университета имени Бар-Илана доказали существование у одной нервной клетки нескольких порогов возбуждения. Это открытие опровергает выводы многих других исследований, а также дает возможность выяснения причин нейродегенеративных заболеваний.

Credit: StockVault

В человеческом мозге около 80 миллиардов нейронов, которые образуют связи для передачи информационного импульса между собой. Таких связей примерно триллион, и ранее считалось, что импульс по ним нервные клетки передают путём возбуждения каждой. Для этого каждый нейрон получает и копит электрический сигнал до тех пор, пока не достигнет определённого порога и сам не сможет формировать электрический импульс – спайк (подробнее о нервном импульсе читайте статью «Потенциал действия» из цикла «Нейронауки для всех»). До сих пор считалось, что порог активации у нервных клеток один, но новое исследование опровергло это мнение.

Учёные исследовали культуру клеток нервной ткани и обнаружили, что каждый нейрон по-разному чувствителен к направлению и происхождению поступающего импульса, а значит, имеет несколько порогов. К примеру, сильные импульсы с разной информацией приводят к формированию разных форм возбуждения, а вот импульсы слабой силы, которые поступили от разных источников, не станут суммироваться и приводить к спайку.

 Как рассказывает руководитель исследования, учёные пришли к таким выводам, используя новую экспериментальную установку, но в целом такие результаты можно было получить и на оборудовании, существующем с 80-х годов. Укоренившееся в науке почти что столетнее представление вылилось в задержку исследований на несколько десятилетий.

Теперь исследователям всего мира необходимо пересмотреть функциональность нейронов, а особенно учесть особенности их поведения в формировании нейродегенеративных заболеваний. Авторы считают, что некоторые нервные клетки неспособны правильно различать направления приходящих импульсов, и поэтому становятся причиной развития болезней.

Текст: Екатерина Заикина

New Types of Experiments Reveal that a Neuron Functions as Multiple Independent Threshold Units

 Shira Sardi, Roni Vardi, Anton Sheinin, Amir Goldental, Ido Kanter

doi:10.1038/s41598-017-18363-1