<<
>>

Нейроны-гибриды

  Давайте решим такую задачу. Пусть есть два нейрона: первый—генератор ритма (ГР на рис. 56, б), а второй — стандартный, с обычной возбудимой мембраной. Соединим их электрическим синапсом. Как будет работать эта схема?
Легко понять, что как только МП первого нейрона достигнет порога возбуждения (точка Vv), второй нейрон выдаст импульс, обычный ПД, стандартной амплитуды и длительности.
Но период работы клетки-генератора гораздо больше, чем длительность ПД. Кончится и рефрактерный период, а генератор будет продолжать передавать на второй нейрон потенциал, достаточный для его возбуждения,— возникнет новый импульс и т. д. Получается, что во время деполяризации клетки-генератора на мембране второй клетки успевает возникнуть целая серия ПД, а во время гиперполяризации получается пауза между сериями.
Оказывается, такая схема существует в действительности и в очень интересном воплощении: в одной и той же клетке. В мембране такой клетки есть и Na-каналы, обеспечивающие возникновение ПД, и весь механизм для генерирования медленного ритма. Такой «гибрид» стандартного нейрона и пейсмекера называют «пачечным» нейроном, потому что он периодически выдает «пачки», т. е. серии импульсов, разделенные паузами.
Еще одна задача. В мембране пачечного нейрона соединены два набора каналов: от генератора ритма и от обычного нейрона. А теперь представим себе клетку-генератор.,;
йз мембраны которой удалены калиевые каналы, открывающиеся под действием кальция.
Легко понять, что такая клетка уже не будет генериро- вать колебания: если мембрану деполяризовать настолько, чтобы открылись Са-каналы, то они все время остаются открытыми на некотором новом равновесном уровне. Получается, что у клетки будут два устойчивых уровня МП: один — тот, к которому она приходит при закрытых Са-каналах, а другой — тот, который устанавливается при работе этих каналов. Такой нейрон можно перевести из одного состояния в другие, действуя на него либо возбуждающими, либо тормозными синапсами.
Оказывается, что и такие «бистабильные» клетки тоже встречаются в действительности.
Итак, в зависимости от того, какой набор ионных каналов есть в мембране, можно получить обычный нейрон, генерирующий ПД, можно получить безымпульсный нейрон (с колебаниями потенциала или без них), можно получить «пачечный» нейрон, «бистабильный» нейрон и другие варианты [‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡‡]). Подобно тому как ребенок выкладывает из мозаики разные картинки, природа с помощью разного набора ионных каналов обеспечивает разнообразие свойств нейронов,; что и позволяет им выполнять разные функции.
Мы видели, что сами каналы состоят из частей: «трубка», «ворота», «реле». Видимо, как это предполагает П. Г. Костюк, они могут соединяться в разных сочетаниях, давая каналы с разными свойствами. Точно так же на следующем уровне каналы, собираясь в разных сочетаниях в мембране одного нейрона, могут определять его свойства. Наконец, из нейронов с разными свойствами образуются разные нейронные сети. Природа широко использует метод «блочного строительства».
А теперь вернемся еще раэ к нейронам-генераторам. Мозаика ионных каналов — это один из способов создать колебания потенциала. Возможен и другой. Сейчас открыты колебательные химические реакции, во время которых компоненты реакции периодически меняют свою концентрацию. В открытии этих реакций и в том, что они получили широкое признание, важную роль игра.,, советские ученые Б. П. Белоусов, А. М. Жаботиисыщ и С. Э. Шноль. Представьте себе, что один из компонентов такой колебательной реакции умеет открывать ионные каналы и деполяризовать клетку (мы уже рассказывали вам, что существуют ионные каналы, управляемые изнутри клетки). Это будет принципиально другой способ работы нейронов-генераторов, так как тут автоколебательная система находится не в мембране клетки, а в цитоплазме, и образована не совокупностью ионных каналов, а цепью химических реакций. Этот способ генерации Колебаний интересен тем, что он связывает электрические мембранные процессы с биохимией клетки, с обменом веществ.
<< | >>
Источник: Беркинблит М. Б., Глаголева Е. Г.. Электричество в живых организмах. 1988

Еще по теме Нейроны-гибриды:

  1. Нейронные сети и ГИС
  2. В ВОЗДУХЕ — «ГИБРИДЫ»
  3. Экзистенциалисты как литературно-философские гибриды
  4. Долговременная память
  5. 43. Нервная система
  6. Тонкие движения разума
  7. Модуль Arc-SDM для ArcView
  8. Анатомия момента
  9. Процесс мышления как манипулирование символами
  10. Модель человеческого мозга «Грандом», созданная в Монтландии
  11. ЕВРОПЕЙСКАЯ ЭКЗОТИКА