Տեղեկատվություն

Հետսինապտիկ նեյրոնի ապաբևեռացում


Երբ հետսինապտիկ նեյրոնը սկսում է ապաբևեռանալ, քանի որ նատրիումի դրական իոնները շարժվում են դրա մեջ, և այն հասնում է շեմին, արդյո՞ք նեյրոնի ներսը իրականում անցնում է ավելի դրական լինելու, քան արտաքինը:

Ես կարծում էի, որ ապաբևեռացումը նշանակում է, որ ներսը դառնում է ավելի քիչ բացասական, բայց դեռևս մնում է ավելի բացասական, քան արտաքինը, հետևաբար ունենալով -55 մՎ լարում: Եթե ​​ներսը ավելի դրական դառնար, լարումը 55 մՎ չի՞ լինի:


Երբ նեյրոնը հասնում է շեմին, սա այն ձգանն է, որը հանգեցնում է նատրիումի ալիքների բացմանը, և դա ստեղծում է դրական արձագանքման գործընթաց, որի արդյունքում նեյրոնը դառնում է ավելի քիչ բացասական և ավելի դրական, առաջացնելով ավելի շատ նատրիումի ալիքների բացում, քանի դեռ անխուսափելի է, որ գործողության ներուժը կհասնի: . Գործողության պոտենցիալի ընթացքում նեյրոնային բջիջը շատ կարճ ժամանակահատվածում (այսինքն՝ 1 միլիվայրկյան կամ ավելի քիչ) դառնում է ավելի դրական՝ համեմատած դրսի հետ։

Այո, ապաբևեռացումը նշանակում է, որ ներսն այս համատեքստում դառնում է ավելի քիչ բացասական: Դուք կարող եք ակնկալել, որ նեյրոնի ներսը կլինի +55 մՎ (կամ գուցե ավելի) գործողության պոտենցիալի ժամանակ, քանի որ նեյրոնի ապաբևեռացումը մոտենում է նատրիումի հավասարակշռության ներուժին հասնելուն, որը գնահատվում է մոտ +58 մՎ: Այնուամենայնիվ, գործողության ներուժին տանող փուլում կալիումի ալիքները նույնպես բաց են մնում: Կալիումի իոնների դիֆուզիան կարող է հանգեցնել բջիջի ավելի բացասական դառնալուն։ Այլ կերպ ասած, այն սահմանափակում է գործողության պոտենցիալի լարումը +33 մՎ-ով +55 մՎ-ի փոխարեն:

Աղբյուրներ:

(1) https://www.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous-system/a/depolarization-hyperpolarization-and-action-potentials

(2) https://opentextbc.ca/anatomyandphysiology/chapter/12-4-the-action-potential/


Նեյրոնի ներսի և դրսի միջև լարման տարբերության նվազում

Նյարդային իմպուլսի փոխանցում նեյրոնում. գործողության ներուժ

  • Ազդանշանները փոխանցվում են նեյրոնից նեյրոն գործողության պոտենցիալի միջոցով, երբ աքսոնի թաղանթն արագ է ապաբեւեռացնում է և վերաբևեռանում է:
  • Նատրիումի ալիքները բացվելուց հետո նեյրոնն ամբողջությամբ ապաբեւեռացնում է մինչև +40 մՎ մեմբրանի պոտենցիալ:
  • Շեմային ներուժին հասնելուց հետո նեյրոնն ամբողջությամբ ապաբեւեռացնում է.
  • Հենց որ ապաբեւեռացում ավարտված է, բջիջը «վերականգնում» է իր մեմբրանի լարումը դեպի հանգստի պոտենցիալ:
  • Գործողությունների ներուժն իրականացվում է աքսոնով որպես աքսոնային թաղանթ ապաբեւեռացնում է, ապա վերաբեւեռանում։

Էլեկտրական իրադարձություններ

  • Սրտի կծկումը սկսվում է սինոատրիալ հանգույցի գրգռված բջիջներում երկուսն էլ ինքնաբուխ ապաբեւեռացում և համակրելի գործունեություն:
  • SA հանգույցի նյարդային բջիջները մասնագիտացված են նրանով, որ դրանք ենթարկվում են ինքնաբուխ ապաբեւեռացում և գործողության պոտենցիալների առաջացում՝ առանց նյարդային համակարգի մնացած մասի խթանման:
  • SA հանգույցի նյարդային ազդակները անցնում են նախասրտերով և առաջացնում մկանային բջիջ ապաբեւեռացում և ուղղակիորեն նախասրտերի կծկումը:
  • AV հանգույցը մի փոքր դանդաղեցնում է նեյրոնային իմպուլսը SA հանգույցից, ինչը հանգեցնում է ուշացման ապաբեւեռացում նախասրտերի և փորոքների.
  • Նյարդերի համակարգ, որոնք միասին աշխատում են սրտի բաբախյունը սահմանելու և մկանային բջիջը խթանելու համար ապաբեւեռացում սրտի ներսում:

Նյարդային հաղորդունակություն և էլեկտրասրտագրություն

  • Na+-ի այս ներթափանցումը նախ չեզոքացնում է ներքին թաղանթը (կոչ ապաբեւեռացում), այնուհետև այն դարձնում է մի փոքր դրական:
  • Հարակից թաղանթ ապաբեւեռացնում է, ազդելով թաղանթի վրա ավելի ներքև և այլն։
  • Ճիշտ այնպես, ինչպես նյարդային ազդակները փոխանցվում են ապաբեւեռացում և հարակից թաղանթի վերաբևեռացում, ապաբեւեռացում որը առաջացնում է մկանների կծկում, կարող է նաև խթանել հարակից մկանային բջիջները ապաբեւեռացնել (հրդեհ) և պայմանագիր.
  • Էլեկտրասրտագրությունը (ԷՍԳ) ալիքի կողմից ստեղծված լարումների գրանցումն է ապաբեւեռացում (և հետագա ռեբևեռացում) սրտում:
  • P ալիքը առաջանում է ապաբեւեռացում և նախասրտերի կծկումը, երբ նրանք արյունը մղում են փորոքներ:

Գործողությունների ներուժի փուլերը

  • Նյարդային իմպուլսները տեղի են ունենում, երբ խթան ապաբեւեռացնում է բջջային թաղանթ, որը հուշում է գործողության ներուժ, որն ուղարկում է «ամեն ինչ կամ ոչինչ» ազդանշան:
  • ԱպաբեւեռացումՄի խթան է սկսվում ապաբեւեռացում թաղանթից։
  • Հրակայուն փուլը տեղի է ունենում կարճ ժամանակում հետո ապաբեւեռացում փուլ.
  • Հրակայուն փուլում նյարդային բջջի մեմբրանի այս կոնկրետ հատվածը չի կարող լինել ապաբեւեռացված.
  • Նեյրոնը պետք է հասնի որոշակի շեմի՝ սկսելու համար ապաբեւեռացում գործողությունների ներուժին հասնելու քայլ:

Հետսինապտիկ ներուժը և դրանց ինտեգրումը Սինապսում

  • Հուզիչ սինապսներում, նյարդային հաղորդիչների կապը ապաբեւեռացնում է հետսինապտիկ թաղանթ.
  • Քանի որ նատրիումի էլեկտրաքիմիական գրադիենտն ավելի կտրուկ է, քան կալիումինը, ցանցը ապաբեւեռացում տեղի է ունենում.
  • Եթե ​​բավականաչափ նյարդային հաղորդիչ է կապվում, ապաբեւեռացում հետսինապտիկ մեմբրանի կարող է հասնել 0mV, որը բարձր է -30-50mV շեմից:
  • Այս նկարը պատկերում է ժամանակային գումարման մեխանիզմը, որում նախասինապտիկ բջիջում գործողության բազմաթիվ պոտենցիալները շեմ են առաջացնում ապաբեւեռացում հետսինապտիկ խցում:

Սինապտիկ փոխանցում

  • Երբ գործողության պոտենցիալը հասնում է աքսոնի տերմինալին, այն ապաբեւեռացնում է թաղանթը և բացում է լարման փակ Na+ ալիքները:
  • Na+ իոնները մտնում են բջիջ, հետագա ապաբեւեռացնող նախասինապտիկ թաղանթ.
  • Սա ապաբեւեռացում առաջացնում է լարման փակ Ca2+ ալիքների բացում:
  • Երբ նախասինապտիկ թաղանթն է ապաբեւեռացված, լարման փակ Ca2+ ալիքները բացվում են և թույլ են տալիս Ca2+-ին մտնել բջիջ։
  • Նեյրոհաղորդիչը ցրվում է սինապտիկ ճեղքվածքով և կապվում է հետսինապտիկ մեմբրանի լիգանդներով պատված իոնային ալիքներին, ինչը հանգեցնում է տեղայնացման. ապաբեւեռացում կամ հետսինապտիկ նեյրոնի հիպերբևեռացում:

Սրտի մկանային մանրաթելերի մեխանիզմը և կծկման իրադարձությունները

  • CIRC-ի մեխանիզմն այն է, որ կարդիոմիոցիտում գտնվող ընկալիչները կկապվեն կալցիումի իոնների հետ, երբ կալցիումի իոնային ալիքները բացվեն ընթացքում: ապաբեւեռացում, և ավելի շատ կալցիումի իոններ կթողարկի բջիջ:
  • Ինչպես կմախքի մկանները, նատրիումի իոնների ներհոսքը առաջացնում է նախնական ապաբեւեռացումԱյնուամենայնիվ, սրտի մկաններում կալցիումի իոնների ներհոսքը պահպանում է ապաբեւեռացում որպեսզի այն ավելի երկար տևի։
  • CICR-ն ստեղծում է «սարահարթային փուլ», որի դեպքում բջիջի լիցքը մի փոքր դրական է մնում (ապաբեւեռացված) ավելի երկար, քանի դեռ այն դառնում է ավելի բացասական, քանի որ այն վերաբևեռանում է կալիումի իոնների ներհոսքի պատճառով:

Գրգռում-կծկման միացում

  • Սա նվազեցնում է լարման տարբերությունը բջիջի ներսի և դրսի միջև, որը կոչվում է ապաբեւեռացում.
  • Քանի որ ACH-ը կապում է շարժիչի վերջի ափսեին, սա ապաբեւեռացում կոչվում է վերջնական ափսեի պոտենցիալ:
  • Այն ապաբեւեռացում այնուհետև տարածվում է սարկոլեմայի երկայնքով և T խողովակների ներքև՝ ստեղծելով գործողության ներուժ:

Ծայրամասային շարժիչի վերջավորություններ

  • Այս ընկալիչները բացվում են՝ թույլ տալով նատրիումի իոններին ներհոսել, իսկ կալիումի իոններին՝ դուրս հոսել մկանների ցիտոզոլից՝ առաջացնելով տեղական ապաբեւեռացում շարժիչի վերջի թիթեղը, որը հայտնի է որպես վերջնական ափսեի պոտենցիալ (EPP):
  • Սա ապաբեւեռացում տարածվում է մկանային մանրաթելի մակերեսով և շարունակում է գրգռում-կծկման միացումը՝ մկանը կծկելու համար:
  • Գործողության ներուժը տարածվում է մկանային մանրաթելերի T-խողովակների ցանցով, ապաբեւեռացնող մկանային մանրաթելի ներքին հատվածը.
  • Այն ապաբեւեռացում ակտիվացնում է L-տիպի լարման կախված կալցիումի ալիքները (դիհիդրոպիրիդինային ընկալիչներ) T-խողովակների թաղանթում, որոնք գտնվում են հարակից սարկոպլազմիկ ցանցի կալցիումի ազատման ուղիների (րիանոդինի ընկալիչների) մոտ:

Էլեկտրասրտագրություն և ԷՍԳ ալիքների հարաբերակցությունը սիստոլի հետ

  • ԷՍԳ-ն աշխատում է՝ հայտնաբերելով և ուժեղացնելով մաշկի վրա փոքր էլեկտրական փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում սրտի մկանների ընթացքում ապաբեւեռացում.
  • P ալիքը ցույց է տալիս նախասրտերը ապաբեւեռացում, որի դեպքում նախասրտերը կծկվում են (արտրիալ սիստոլա):
  • QRS համալիրը վերաբերում է Q, R և S ալիքների համակցությանը և ցույց է տալիս փորոքային ապաբեւեռացում և կծկում (փորոքային սիստոլա):
  • T ալիքը ցույց է տալիս փորոքի վերաբևեռացումը, որի ժամանակ փորոքները հանգստանում են հետևելով ապաբեւեռացում և կծկում:
  • ST հատվածը վերաբերում է S ալիքի և T ալիքի միջև եղած բացին (սովորաբար հարթ կամ թեթևակի թեքված գիծ) և ներկայացնում է փորոքների միջև ընկած ժամանակը: ապաբեւեռացում և վերաբևեռացում:
Առարկաներ
  • Հաշվապահություն
  • Հանրահաշիվ
  • Արվեստի պատմություն
  • Կենսաբանություն
  • Բիզնես
  • Հաշվարկ
  • Քիմիա
  • Հաղորդակցություններ
  • Տնտեսագիտություն
  • Ֆինանսներ
  • Կառավարում
  • Մարքեթինգ
  • Մանրէաբանություն
  • Ֆիզիկա
  • Ֆիզիոլոգիա
  • Քաղաքագիտություն
  • Հոգեբանություն
  • Սոցիոլոգիա
  • Վիճակագրություն
  • ԱՄՆ-ի պատմություն
  • Համաշխարհային պատմություն
  • Գրել

Բացառությամբ նշված դեպքերի, այս կայքի բովանդակությունը և օգտատերերի ներդրումները լիցենզավորված են CC BY-SA 4.0-ի համաձայն՝ պահանջվող վերագրումով:


Ապաբեւեռացում

Նյարդային իմպուլսի փոխանցում նեյրոնում. գործողության ներուժ

  • Ազդանշանները փոխանցվում են նեյրոնից նեյրոն գործողության պոտենցիալի միջոցով, երբ աքսոնի թաղանթն արագ է ապաբեւեռացնում է և վերաբևեռանում է:
  • Նատրիումի ալիքները բացվելուց հետո նեյրոնն ամբողջությամբ ապաբեւեռացնում է մինչև +40 մՎ մեմբրանի ներուժ:
  • Շեմային ներուժին հասնելուց հետո նեյրոնն ամբողջությամբ ապաբեւեռացնում է.
  • Հենց որ ապաբեւեռացում ավարտված է, բջիջը «վերականգնում» է իր մեմբրանի լարումը դեպի հանգստի պոտենցիալ:
  • Գործողության պոտենցիալն իրականացվում է աքսոնով որպես աքսոնի թաղանթ ապաբեւեռացնում է, ապա վերաբեւեռանում։

Սինապտիկ փոխանցում

  • Երբ գործողության պոտենցիալը հասնում է աքսոնի տերմինալին, այն ապաբեւեռացնում է թաղանթը և բացում է լարման փակ Na+ ալիքները:
  • Na+ իոնները մտնում են բջիջ, հետագա ապաբեւեռացնող նախասինապտիկ թաղանթ.
  • Սա ապաբեւեռացում առաջացնում է լարման փակ Ca2+ ալիքների բացում:
  • Երբ նախասինապտիկ թաղանթն է ապաբեւեռացված, լարման փակ Ca2+ ալիքները բացվում են և թույլ են տալիս Ca2+-ին մտնել բջիջ։
  • Նեյրոհաղորդիչը ցրվում է սինապտիկ ճեղքվածքով և կապվում է հետսինապտիկ մեմբրանի լիգանդներով պատված իոնային ալիքներին, ինչը հանգեցնում է տեղայնացման. ապաբեւեռացում կամ հետսինապտիկ նեյրոնի հիպերբևեռացում:

Գրգռում-կծկման միացում

  • Սա նվազեցնում է լարման տարբերությունը բջիջի ներսի և դրսի միջև, որը կոչվում է ապաբեւեռացում.
  • Քանի որ ACH-ը կապում է շարժիչի վերջի ափսեին, սա ապաբեւեռացում կոչվում է վերջնական ափսեի պոտենցիալ:
  • Այն ապաբեւեռացում այնուհետև տարածվում է սարկոլեմայի երկայնքով և T խողովակների ներքև՝ ստեղծելով գործողության ներուժ:

Հավասարակշռություն և հավասարակշռության որոշում

  • Շարժվող օտոլիտի շերտը, իր հերթին, թեքում է ստերոցիլիան՝ առաջացնելով որոշ մազային բջիջներ ապաբեւեռացնել ինչպես մյուսները հիպերբևեռացնում են:
  • Գլխի ճշգրիտ թեքությունը ուղեղը մեկնաբանում է մազի բջջի օրինաչափության հիման վրա ապաբեւեռացում .

Ազդանշանների գումարում

  • Երբեմն, մեկ գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը (EPSP) բավականաչափ ուժեղ է հետսինապտիկ նեյրոնում գործողության պոտենցիալ առաջացնելու համար, բայց հաճախ մի քանի նախասինապտիկ մուտքեր պետք է ստեղծեն EPSPs մոտավորապես նույն ժամանակ, որպեսզի հետսինապտիկ նեյրոնը բավարար չափով լինի: ապաբեւեռացված գործարկելու ներուժը:

Փոխակերպում և ընկալում

  • Նյարդային համակարգում նեյրոնի էլեկտրական ներուժի դրական փոփոխություն (նաև կոչվում է թաղանթային ներուժ), ապաբեւեռացնում է նեյրոնը.
  • Եթե ​​մեծությունը ապաբեւեռացում բավարար է (այսինքն, եթե մեմբրանի ներուժը հասնում է շեմին), նեյրոնը կգործարկի գործողության ներուժ:

Սինապտիկ պլաստիկություն

  • Այնուամենայնիվ, երբ հետսինապտիկ նեյրոնն է ապաբեւեռացված մի քանի նախասինապտիկ մուտքերով արագ հաջորդականությամբ (կամ մեկ նեյրոնից կամ մի քանի նեյրոնից) մագնեզիումի իոնները դուրս են մղվում և Ca2+ իոնները անցնում են հետսինապտիկ բջիջ:
  • Հաջորդ անգամ, երբ գլուտամատը կազատվի նախասինապտիկ բջիջից, այն կկապվի ինչպես NMDA-ի, այնպես էլ նոր ներդրված AMPA ընկալիչների հետ, այդպիսով. ապաբեւեռացնող թաղանթն ավելի արդյունավետ:

Ընդունելություն և փոխակերպում

  • Թթվի կամ այլ թթու համով մոլեկուլի միացումը առաջացնում է իոնային ալիքի փոփոխություն, որը մեծացնում է ջրածնի իոնի (H+) կոնցենտրացիան համային նեյրոններում, այդպիսով. ապաբեւեռացնող նրանց.

Լույսի փոխանցում

  • Այսպիսով, ի տարբերություն այլ զգայական նեյրոնների մեծ մասի (որոնք դառնում են ապաբեւեռացված գրգռիչի ազդեցությամբ), տեսողական ընկալիչները դառնում են հիպերբևեռացված և հեռացվում շեմից:

Նյարդային իմպուլսի փոխանցում նեյրոնում. հանգստի ներուժ

Առարկաներ
  • Հաշվապահություն
  • Հանրահաշիվ
  • Արվեստի պատմություն
  • Կենսաբանություն
  • Բիզնես
  • Հաշվարկ
  • Քիմիա
  • Հաղորդակցություններ
  • Տնտեսագիտություն
  • Ֆինանսներ
  • Կառավարում
  • Մարքեթինգ
  • Մանրէաբանություն
  • Ֆիզիկա
  • Ֆիզիոլոգիա
  • Քաղաքագիտություն
  • Հոգեբանություն
  • Սոցիոլոգիա
  • Վիճակագրություն
  • ԱՄՆ-ի պատմություն
  • Համաշխարհային պատմություն
  • Գրել

Բացառությամբ նշված դեպքերի, այս կայքի բովանդակությունը և օգտատերերի ներդրումները լիցենզավորված են CC BY-SA 4.0-ի համաձայն՝ պահանջվող վերագրումով:


Հանգստի մեմբրանի ներուժը կրիտիկական է

Նախորդ օրինակում այդ բջջի հանգստի մեմբրանի պոտենցիալը -60 մՎ էր, ուստի քլորիդը տեղափոխվեց բջիջ: Եթե ​​հանգստի մեմբրանի պոտենցիալը հավասար լինի քլորիդի հավասարակշռության ներուժին -65 մՎ, ապա քլորիդը կլինի հավասարակշռության մեջ և կտեղափոխվի բջիջ և դուրս, և իոնի զուտ շարժում չի լինի: Թեև դա չի հանգեցնի մեմբրանի ներուժի փոփոխության, քլորիդային ալիքների բացումը շարունակում է արգելակել: Քլորիդային հաղորդունակության բարձրացումը կդժվարացներ բջջի ապաբևեռացումը և գործողության պոտենցիալի արձակումը:

Անիմացիա 5.4. Եթե ​​բջիջը գտնվում է հանգստի վիճակում քլորիդի հավասարակշռության պոտենցիալում, երբ գրգռիչը բացում է քլորիդային ուղիները, քլորիդի զուտ շարժում չի լինի երկու ուղղությամբ, քանի որ քլորիդը կլինի հավասարակշռության մեջ: Քանի որ չկա ցանցի շարժում, չի լինի նաև մեմբրանի պոտենցիալի փոփոխություն, քանի որ կա իոնային հոսքի հավասար քանակություն դեպի բջիջ և դուրս: Կետավոր, կապույտ ալիքները ներկայացնում են նատրիումի ալիքները, գծավոր, կանաչ ալիքները ներկայացնում են կալիումի ալիքները, իսկ պինդ դեղին ալիքները ներկայացնում են քլորիդային ալիքները: Քեյսի Հենլիի «IPSP at Equilibrium»-ը լիցենզավորված է Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-SA) 4.0 միջազգային լիցենզիայի ներքո: Դիտեք անիմացիայի ստատիկ պատկերը:

Եթե ​​բջջի հանգստի մեմբրանի պոտենցիալը ավելի բացասական է, քան քլորիդի հավասարակշռության ներուժը, օրինակ՝ -70 մՎ-ում, ապա քլորիդը կլինի հեռանալ բջիջը, որպեսզի մեմբրանի ներուժը տեղափոխի -65 մՎ: Սա կհանգեցնի մեմբրանի ներուժի ապաբևեռացման: Այնուամենայնիվ, ընդհանուր ազդեցությունը դեռևս արգելակող է, քանի որ երբ բջիջը հասնում է -65 մՎ-ի, քլորիդի վրա գործող շարժիչ ուժերը կփորձեն պահել բջիջը այդ մեմբրանի պոտենցիալում, ինչը դժվարացնում է բջջի հետագա ապաբևեռացումը և գործողության պոտենցիալը:

Մի լավ կանոն է հիշել, որ նատրիումի ալիքների բացումը գրգռիչ է, մինչդեռ քլորիդային ալիքների բացումը արգելակող է:

Անիմացիա 5.5. Եթե ​​բջիջը հանգստանում է քլորիդի հավասարակշռության պոտենցիալում, երբ գրգռիչը բացում է քլորիդային ուղիները, քլորիդը դուրս կգա բջիջից՝ հեռացնելով նրա բացասական լիցքը։ Սա առաջացնում է մեմբրանի ներուժի ապաբևեռացում, բայց այն դեռևս արգելակող է, քանի որ քլորիդի շարժումը կփորձի բջիջը պահել -65 մՎ-ի մոտ: Կետավոր, կապույտ ալիքները ներկայացնում են նատրիումի ալիքները, գծավոր, կանաչ ալիքները ներկայացնում են կալիումի ալիքները, իսկ պինդ դեղին ալիքները ներկայացնում են քլորիդային ալիքները: Քեյսի Հենլիի «Արգելակող ապաբևեռացումը» լիցենզավորված է Creative Commons Attribution Non-Commercial Share-Alike (CC BY-NC-): SA) 4.0 միջազգային լիցենզիա. Դիտեք անիմացիայի ստատիկ պատկերը:


Միասթենիա Գրավիս

Նիլս Էրիկ Գիլհուսը, Ջենի Լինդրոսը, կենսաբժշկական գիտությունների տեղեկատու մոդուլում, 2021 թ.

8 Սիմպտոմատիկ դեղորայքային բուժում

Դեղամիջոցները, որոնք արգելակում են ացետիլխոլին էսթերազը նյարդամկանային սինապսում, կավելացնեն հասանելի ացետիլխոլինի քանակը հետսինապտիկ թաղանթում: Հասանելի ացետիլխոլինի այս աճը հանգեցնում է ՄԳ-ում մկանային ուժի ավելացման: Ացետիլխոլին էսթերազի ինհիբիտորները չեն ազդում AChR-ի կորստի, AChR ֆունկցիայի կամ նոր AChR-ի սինթեզի վրա: Այսպիսով, նման դեղամիջոցները չեն ազդում MG հիվանդության գործընթացի վրա: Այնուամենայնիվ, սինապսում ացետիլխոլինի առկայության ավելացված ժամանակային միջակայքը նշանակում է անձեռնմխելի AChR-ին միանալու ավելի լավ հնարավորություն՝ նախքան հաղորդիչ նյութի անակտիվացումը: Acetylcholine esterase inhibitors-ը որպես MG-ի ախտանշանային բուժում օգտագործվում է 1934 թվականից և հանդիսանում է հիվանդության առաջին արդյունավետ դեղորայքային բուժումը:

Պիրիդոստիգմինը MG-ում առաջին շարքի ացետիլխոլին էսթերազի նախընտրելի արգելակիչն է (Gilhus, 2016 Skeie et al., 2010): Օպտիմալ դոզան որոշվում է մի քանի օրվա կամ մի քանի շաբաթվա ընթացքում դոզայի աստիճանական բարձրացման միջոցով: Դոզան հավասարակշռություն է կլինիկական ազդեցության և կողմնակի ազդեցությունների միջև (տես ստորև): Օպտիմալ մեկ դոզան սովորաբար 60-120 մգ է, իսկ օպտիմալ օրական դոզան սովորաբար 120-600 մգ է: Որոշ զգայուն հիվանդների համար շատ ավելի փոքր չափաբաժինն օգտակար է: Հիվանդը կարող է օրեցօր փոփոխել դոզան՝ ելնելով մկանային ուժի և տոկունության անհրաժեշտությունից: MG-ով հիվանդների զգալի մասը ունակ է նման ինքնաբուժման: Պիրիդոստիգմինի ազդեցությունը դրսևորվում է մոտ 30 րոպե հետո, իսկ դեղամիջոցի կես կյանքը 3-4 ժամ է: Շատ MG հիվանդներ, որոնք ունեն միայն մեղմ ախտանշաններ և սովորական կլինիկական թեստավորման միջոցով ակնհայտ մկանային թուլություն չունենալով, շարունակում են օգտագործել պիրիդոստիգմինը, քանի որ նրանք դրական ազդեցություն են զգում: Պիրիդոստիգմինը և ացետիլխոլին էսթերազի այլ ինհիբիտորները առողջ անհատների մոտ չունեն մկանների բարձրացման որևէ ազդեցություն և չեն հայտնվում դոպինգ ցուցակներում:

Նեոստիգմինը ացետիլխոլին էսթերազի մեկ այլ արգելակիչ է: Այն ունի շատ ավելի կարճ կիսամյակ, քան պիրիդոստիգմինը և, հետևաբար, ավելի քիչ է օգտագործվում: Ամբենոնիումի քլորիդը նմանապես արգելակում է ացետիլխոլին էսթերազը: Դեղամիջոցի վերաբերյալ վերահսկվող ուսումնասիրություններ չեն իրականացվել, և պիրիդոստիգմինի հետ պաշտոնական համեմատություններ չեն գրանցվել: Ամբենոնիումը համարվում է ավելի քիչ արդյունավետ, հնարավոր է, որ բիոանվտանգության որոշակի տատանումների պատճառով: Դեղը հիմնականում հասանելի չէ շուկայում շատ երկրներում: Այն հիվանդների մոտ, ովքեր չեն հանդուրժում պիրիդոստիգմինը, պետք է փորձարկել ամբենոնիումի քլորիդը, հատկապես, եթե նրանք ունեն ալերգիկ ռեակցիա պիրիդոստիգմինի նկատմամբ:

Ացետիլխոլինի ընկալիչների ինհիբիտորները սովորաբար ավելի քիչ արդյունավետ են MG-ում MuSK հակամարմիններով, քան մյուս MG ենթախմբերի համար (Evoli et al., 2018):

Ացետիլխոլին էսթերազի ինհիբիտորների կողմնակի ազդեցությունները պայմանավորված են ինքնավար նյարդային համակարգում խոլիներգիկ ազդեցություններով: Այս համակարգում մուսկարինային AChR-ը չի հարձակվում MG-ի աուտոհակամարմինների կողմից, սակայն դեղամիջոցներն արգելակում են դրանց ացետիլխոլինի քայքայումը: Ստամոքսի ցավը, փորլուծությունը, աղի արտազատման բարձրացումը, սրտխառնոցը և տեղավորման խանգարումները, հետևաբար, տարածված են: Շատ հիվանդներ զգում են մկանային ջղաձգումներ և ֆասիկուլացիաներ: Կողմնակի ազդեցությունները կախված են դոզանից, և դեղամիջոցի օպտիմալ դոզան ներկայացնում է լավագույն հավասարակշռությունը ազդեցության և կողմնակի ազդեցությունների միջև:


Նեյրոհաղորդիչներ և նյարդային փոխանցումներ զարգացող և մեծահասակների նյարդային համակարգում

Էնդոկանաբինոիդների նախասինապտիկ ազդեցությունները

Էնդոկանաբինոիդների նախասինապտիկ գործողությունը առաջին գործառույթն էր, որը նկարագրվեց այս հաղորդիչների համար և այժմ գնահատվում է որպես նրանց կանոնական գործողություններից մեկը: Էնդոկանաբինոիդները կարող են միջնորդել երկու առանձին, բայց նմանատիպ նախասինապտիկ երևույթներ՝ ապաբևեռացումից առաջացած արգելակման ճնշումը (DSI) կամ ապաբևեռացումից առաջացած գրգռման ճնշումը (DSE): Հիպոկամպուսի CA1-ում բրգաձև բջիջների վրա սինապսվող GABAergic տերմինալների ցածր հաճախականության գնացքի խթանումը առաջացնում է նմանատիպ մեծության eIPSC, մինչև բրգաձև բջիջի վրա ապաբևեռացում կիրառվի: Ապաբևեռացման կիրառմամբ eIPSC-ի մեծությունը արագորեն նվազում է: Այս ազդեցությունը պահանջում է բրգաձև բջիջում կալցիումի ներբջջային ավելացում և ցույց է տալիս, որ էնդոկանաբինոիդների սինթեզը կախված է կալցիումից: Որոշելու համար, որ այս գործընթացը չի պահանջում սինապտիկ վեզիկուլյար ազատում, պահանջում է բոտուլինի տոքսինի օգտագործում, որը գործում է կանխարգելելով վեզիկուլյար միաձուլումը նախասինապտիկ մեմբրանի հետ: Բոտուլինային տոքսինի առկայության դեպքում DSI-ն դեռևս նկատվում է, երբ ձայնագրությունները կատարվում են CA1 բրգաձև բջիջների վրա: Բոտուլինումի տոքսինի օգտագործումից բացի, նախասինապտիկ նեյրոհաղորդիչի կիրառումը (օրինակ՝ GABA) օգտագործվել է ցույց տալու համար, որ դիտարկված DSI-ը պարզապես հետսինապտիկ բջջի փոփոխություն չէ, որը փոխում է զգայունությունը նախասինապտիկ նյարդահաղորդիչի նկատմամբ: Օրինակ, GABA-ի կիրառումը առաջացնում է հավասար մեծության հետսինապտիկ արձագանք CA1 բրգաձեւ բջիջներում ապաբևեռացումից առաջ և հետո (DSI-ի առաջացումից առաջ և հետո): Սա փորձերի առաջին վերջնական փաթեթն էր, որը ցույց էր տալիս, որ էնդոկանաբինոիդները գործում են հետընթաց՝ իրենց հետսինապտիկ ազատման և նախասինապտիկ նյարդային հաղորդիչների թողարկման հետագա մոդուլյացիայի միջոցով:

DSI-ի նախնական նկարագրությունից ի վեր, DSE-ն նույնպես հայտնաբերվել է: DSE-ի դեպքում նախասինապտիկ բջիջն ազատում է նեյրոհաղորդիչ, որն առաջացնում է EPSC հետսինապտիկ բջջի վրա (օրինակ՝ գլուտամատ): Այնուհետև, երբ հետսինապտիկ բջիջը ապաբևեռացված է, նկատվում է EPSC-ի ամպլիտուդի նվազում, որը միջնորդվում է CB1 ընկալիչի միջոցով (նկ. 3.26): CB1-ից կախված DSI-ն և DSE-ն նկարագրվել են սինապսների լայն տեսականիում և կարգավորում են բազմաթիվ նյարդային հաղորդիչների, ներառյալ GABA-ի, գլյուտամատի, գլիկինի և ACh-ի թողարկումը:

Նկար 3.26. Postsynaptic depolarization արգելակում է գրգռիչ բջջային afferents. (A) Խթանման արձանագրություն հետսինապտիկ բջջի պահման պոտենցիալով (hp վերին) և գրգռման ժամանակացույցով (stim ստորև): Զուգահեռ մանրաթել (B) և մագլցող մանրաթել (C) EPSC ամպլիտուդները գծագրվում են ժամանակի ընթացքում հսկիչ պատասխանների համար՝ առանց նախորդող 0 մՎ-ի նախապպուլսի (բաց շրջանակներ) և թեստի պատասխանները Պուրկինյեի բջիջների ապաբևեռացումից հետո փակ շրջանակներ) Միջին զուգահեռ մանրաթել (B) և մագլցող մանրաթել (C) EPSC-ները ցուցադրված են աջ կողմում: Հստակության համար գրգռիչ արտեֆակտները դատարկվում են: Զուգահեռ մանրաթելերի և բարձրացող մանրաթելերի պատասխանները երկու ներկայացուցչական փորձերից են: Դեբևեռացման տևողությունը մինչև 0 մՎ 50 մվ էր՝ զուգահեռ մանրաթելային փորձերի համար և 1 վրկ՝ բարձրացող մանրաթելային պատասխանների համար: Փորձարկման խթանը հետևեց Դ-ով ապաբևեռացմանըտ = 5 վրկ.

Վերարտադրվել է A.C. Kreitzer, W.G. Regehr-ի թույլտվությամբ: Պուրկինյեի բջիջների վրա էնդոգեն կանաբինոիդների կողմից էնդոգեն սինապսներում կալցիումի նախասինապտիկ ներհոսքի հետադիմական արգելակում: Նեյրոն 200129 (3):717-27.

Ակտիվացում Գi/o նախասինապտիկ տերմինալներում ազդանշանը հաճախ կապված է հաղորդունակության ճնշման հետ, որը միջնորդվում է լարման տակ գտնվող կալցիումի ալիքներով, դրանով իսկ նվազեցնելով նյարդային հաղորդիչի սինապտիկ ազատումը: CB1 ընկալիչները միացված են Gi/o ազդանշանային ուղիներ, քանի որ PTX-ը վերացնում է CB1 էֆեկտները: Պարզվել է, որ մեխանիկորեն CB1-ի ակտիվացումը ճնշում է N- և P/Q տիպի կալցիումի ալիքների միջոցով միջնորդավորված հոսանքները և նվազեցնում է սինապտիկ նեյրոհաղորդիչների թողարկումը: Պարզվել է նաև, որ նախասինապտիկ CB1 ակտիվացումը մոդուլավորում է կալիումի տարբեր ալիքներ, կինազներ և այլ GPCR-ներ:


Ինչպե՞ս է առաջանում գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը (EPSP) տիպիկ նեյրոնում:

EPSP նշանակում է գրգռիչ հետսինապտիկ ներուժ: Գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալները (EPSPs) կապված են սինապտիկ մեմբրանի Na+ և K+ հաղորդունակության հաղորդիչի կողմից առաջացած աճի հետ, ինչը հանգեցնում է Na+-ով փոխադրվող դրական լիցքի զուտ մուտքի և մեմբրանի ապաբևեռացման: Այս պոտենցիալի ընթացքում հետսինապտիկ թաղանթը ժամանակավորապես ապաբևեռացվում է։

Գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը տեղի է ունենում, երբ դրական իոնների անսպասելի հոսք կա դեպի բջիջ: Այն կարող է առաջանալ նաև այն դեպքում, երբ դրական իոնների արտահոսքը նվազում է:

Գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը շատ դեպքերում առաջացնում է ապաբևեռացում, քանի որ այն փոխել է բջջի թաղանթային ներուժը: Երբ կան ավելի մեծ EPSP-ներ, դրանք ավելի շատ մեմբրանի ապաբևեռացում են առաջացրել: Հետևաբար, նրանք ստիպում են հետսինապտիկ բջիջը հասնել այն շեմին, որն անհրաժեշտ է գործողության ներուժը գործարկելու համար: Սա սովորաբար առաջացնում է լարման փոփոխություն 70 մՎ-ից մինչև -69,5 մՎ:

IPSP-ները, որոնք հակառակ են գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալներին, առաջանում են, երբ դրական իոնների արտահոսքը մեծանում է կամ երբ բացասական իոնների արտահոսքը մեծանում է հետսինապտիկ բջիջներում:

L. Ագատ

EPSP-ն հայտնի է որպես գրգռիչ հետսինապտիկ ներուժ: Դա տեղի է ունենում, երբ տեղի է ունենում հետսինապտիկ բջջի մեմբրանի լարման փոփոխություն: Նախ պետք է հասկանալ, որ EPSP-ն հայտնի է որպես հետսինապտիկ մեմբրանի ժամանակավոր ապաբևեռացում: Դա տեղի է ունենում, երբ դրական և մինուս լիցքավորված իոնների հոսքը գնում է դեպի հետսինապտիկ բջիջ, երբ բացվում են լիգանդի և մինուսազգայուն ալիքները:

EPSP-ի միջոցով զգալիորեն մեծանում է նաև նեյրոնային թաղանթի ներուժը։ EPSP-ն ապաբևեռացնում է, ինչը նշանակում է, որ այն կդարձնի բջիջի ներսը ավելի դրական: Սա թույլ կտա թաղանթին մոտենալ անհրաժեշտ գործողության ներուժին: Արձագանքը կախված կլինի ալիքի տեսակից, որը միացված է անհրաժեշտ ընկալիչին:

Տ.Լոպես

Տեսնենք, թե որքանով են ձգվում իմ գիտելիքները

Այս հարցի ճիշտ պատասխանն է՝ Լարման փոփոխությունը -70 մՎ-ից մինչև -69,5 մՎ: EPSP նշանակում է գրգռիչ հետսինապտիկ ներուժ: Սա կապված է նեյրոգիտության ոլորտի հետ, և դա հետսինապտիկ ներուժ է:

Այս ներուժի ընթացքում հետսինապտիկ թաղանթը ժամանակավորապես ապաբևեռացված է։ EPSP-ները IPSP-ների հակառակն են: IPSPs նշանակում է արգելակող հետսինապտիկ պոտենցիալներ: Դրանք առաջանում են բջջի մեջ բացասական մասնիկների հոսքից։

Դրանք առաջանում են նաև բջիջից դուրս եկող դրական մասնիկների պատճառով: Ի վերջո, IPSP-ները ստեղծվում են բջիջների դրական ընդլայնմամբ: ESPS-ները առաջանում են մասնիկների հոսքով, որը հայտնի է որպես EPSC կամ գրգռիչ հետսինապտիկ հոսանք:

Դ.Լուկաս

Հաշվարկելը, Մշակումը, Ինտեգրումը, Տարբերակումը ինձ ամենաշատը գրավում է շատ գեղեցիկ ձևով:

Նատրիումի ալիքների բացումը առաջացնում է գրգռիչ հետսինապտիկ ներուժ: Երբ նատրիումի ալիքները բաց են, էլեկտրաքիմիական գրադիենտը մղում է նատրիումին դեպի բջիջ: Երբ նատրիումը տալիս է իր դրական լիցքը բջջի մեջ, նրա թաղանթային ներուժը դառնում է ավելի դրական կամ ապաբևեռացված:

Այս ապաբևեռացումը մեծացնում է հավանականությունը, որ նեյրոնը կարող է հասնել գործողության, հետևաբար, այն գրգռիչ է: Դա տեղի է ունենում հետսինապտիկ բջիջում, և դա պոտենցիալի տեղաշարժ է՝ գրգռիչ հետսինապտիկ ներուժ:

Նեյրոգիտության մեջ գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը հետսինապտիկ նեյրոնն ավելի հակված է դարձնում գործողության ներուժը բռնկելու համար: Մեմբրանի պոտենցիալի այս կարճատև ապաբևեռացումը, որը առաջացել է դրական լիցքավորված մասնիկների հետսինապտիկ բջիջ շարժման հետևանքով, մասնիկների ալիքների բացման հետևանք է:

Հ.Բարնս

EPSP կամ գրգռիչ հետսինապտիկ ներուժը վերաբերում է հետսինապտիկ ներուժին, որը ստիպում է հետսինապտիկ նեյրոնին առաջացնել գործողության ներուժ: Գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը սովորաբար առաջանում է դրական իոնների հանկարծակի հոսքից դեպի բջիջ: EPSP-ների մեկ այլ հիմնական պատճառն այն է, երբ դրական իոնների արտահոսքի նվազում կա:

Գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալները ուղիղ հակառակն են IPSP-ների կամ արգելակող հետսինապտիկ պոտենցիալների հակառակը: IPSP-ները առաջանում են, երբ կա դրական իոնների արտահոսքի աճ կամ երբ կա բացասական իոնների հոսքի ավելացում հետսինապտիկ բջիջներից:

Հուզիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը սովորաբար առաջացնում է ապաբևեռացում, քանի որ այն փոխել է բջջի թաղանթային ներուժը: Երբ կան ավելի մեծ EPSP-ներ, դրանք, իրենց հերթին, հանգեցնում են մեմբրանի ավելի շատ ապաբևեռացման: Արդյունքում, նրանք ստիպում են հետսինապտիկ բջիջը հասնել այն շեմին, որն անհրաժեշտ է գործողության ներուժը գործարկելու համար: Այնուամենայնիվ, դա սովորաբար առաջացնում է լարման փոփոխություն 70 մՎ-ից մինչև -69,5 մՎ:

Գ.Դորոթի

Լարման փոփոխություն -70 մՎ-ից մինչև -69,5 մՎ
Նեյրոգիտության մեջ գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալը (EPSP) հետսինապտիկ ներուժ է, որը հետսինապտիկ նեյրոնին ավելի հակված է դարձնում գործողության ներուժը բորբոքելու համար: Հետսինապտիկ թաղանթային պոտենցիալի այս կարճատև ապաբևեռացումը, որը առաջացել է դրական լիցքավորված մասնիկների հետսինապտիկ բջիջ հոսքի հետևանքով, լիգանդով փակված մասնիկների ալիքների բացման հետևանք է: Սրանք արգելակող հետսինապտիկ պոտենցիալների (IPSPs) հակադարձությունն են, որոնք մեծ մասամբ առաջանում են բացասական մասնիկների բջիջ կամ բջջից դուրս դրական մասնիկների հոսքից: EPSP-ները նույնպես կարող են առաջանալ ակտիվ դրական լիցքերի նվազման պատճառով, մինչդեռ IPSP-ները այստեղ և այնտեղ են, որոնք առաջանում են դրական լիցքերի արտահոսքի ընդլայնման պատճառով: EPSP առաջացնող մասնիկների հոսքը գրգռիչ հետսինապտիկ հոսանք է (EPSC):


EPSP-ները, որպես IPSP-ներ, վերանայվում են: Այն պահին, երբ տարբեր EPSP-ներ տեղի են ունենում հետսինապտիկ մեմբրանի միայնակ ամրացման վրա, դրանց համախմբված ազդեցությունը կազմում է առանձին EPSP-ների ընդհանուր գումարը: Ավելի մեծ EPSP-ները հանգեցնում են թաղանթների ավելի ցայտուն ապաբևեռացման և այդ գծերով բարելավում են հավանականությունը, որ հետսինապտիկ բջիջը հասնում է ակտիվության ներուժը դադարեցնելու սահմանին:


Հետսինապտիկ ճամբարի օպտոգենետիկ մանիպուլյացիան՝ օգտագործելով նոր տրանսգենային մկնիկի գիծը, թույլ է տալիս սինապտիկ պլաստիկություն և ուժեղացնում է ապաբևեռացումը՝ հետևելով տետանիկ գրգռմանը հիպոկամպալ ատամնավոր գիրուսում:

cAMP-ը դրական կարգավորիչ է, որը սերտորեն ներգրավված է սինապտիկ պլաստիկության որոշ տեսակների և հարակից հիշողության գործառույթների մեջ: Այնուամենայնիվ, նրա տարածական ժամանակային դերերը սինապտիկ և նյարդային շղթայի մակարդակներում մնում են անորոշ: Օգտագործելով cAMP օպտոգենետիկայի մոտեցման և լարման զգայուն ներկերի (VSD) պատկերման համադրությունը էլեկտրաֆիզիոլոգիական ձայնագրության հետ, մենք սահմանում ենք հետսինապտիկ cAMP-ի նոր կարողություն՝ հնարավորություն տալով ատամնավոր գիրուսի երկարաժամկետ հզորացում (LTP) և ապաբևեռացում սուր պատրաստված մկների հիպոկամպի շերտերում: Լույսի միջոցով ճամբարի մակարդակները մանիպուլյացիայի ենթարկելու համար դեպի հատիկավոր նեյրոն (MPP-DG) սինապսներ միջանցքային պերֆորանտ ճանապարհին, մենք գեներացրինք տրանսգենիկ (Tg) մկներ, որոնք արտահայտում էին ֆոտոակտիվացվող ադենիլիլ ցիկլազը (PAC) DG հատիկավոր նեյրոններում: Օգտագործելով այս Tg(CMV-Camk2a-RFP/bPAC)3Koka մկները, մենք գրանցեցինք դաշտային գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալները (fEPSPs) MPP-DG սինապսներից և պարզեցինք, որ PAC-ի ֆոտոակտիվացումը տետանիկ խթանման ընթացքում թույլ տվեց սինապտիկ հզորացում, որը պահպանվեց առնվազն 30 րոպե: LTP-ի այս ձևն առաջացել է առանց GABA ընկալիչների շրջափակման անհրաժեշտության, որը սովորաբար պահանջվում է DG պլաստիկություն հրահրելու համար: Զույգ-զարկերակային հարաբերակցությունը (PPR) մնաց անփոփոխ՝ ցույց տալով, որ cAMP-ից կախված LTP-ն, հավանաբար, հետսինապտիկ էր: Օգտագործելով արագ լյումինեսցենտային լարման զգայուն ներկ (VSD: di-4-ANEPPS) և ֆլյուորեսցենտային պատկերում, մենք պարզեցինք, որ PAC-ի ակտիվացնողի ֆոտոակտիվացումը մեծացնում է ատամնավոր գիրուսի ապաբևեռացման ինտենսիվությունը և չափը, որն առաջացել է տետանիկ խթանումից հետո: Այս արդյունքները ցույց են տալիս, որ cAMP-ի բարձրացումը հատիկավոր նեյրոններում կարող է արագորեն բարձրացնել սինապտիկ ուժը և նեյրոնների ապաբևեռացումը: cAMP-ի հզոր գործողությունները համահունչ են այս երկրորդ սուրհանդակին, որն ունի կարևոր դեր սինապտիկ ֆունկցիայի կարգավորման գործում:

Հիմնաբառեր: VSD պատկերացում cAMP էլեկտրաֆիզիոլոգիա երկարաժամկետ հզորացման օպտոգենետիկա ֆոտոակտիվացվող ադենիլիլ ցիկլազային (PAC) սինապտիկ պլաստիկություն:

Հեղինակային իրավունք © 2020 Luyben, Rai, Li, Georgiou, Avila, Zhen, Collingridge, Tominaga և Okamoto:

Ֆիգուրներ

Ֆոտոակտիվացնող…

Ֆոտոակտիվացվող ադենիլիլ ցիկլազ (PAC) արտահայտող տրանսգենիկ (Tg) մկների առաջացում և բնութագրում: (Ա)…

Ելակետային փոխանցում մեդիալ պերֆորանտով…

Ելակետային փոխանցում միջանցքային պերֆորանտ ճանապարհով դեպի հատիկավոր ատամնավոր գիրուս (MPP-DG) սինապսներ…

Երկարաժամկետ հզորացում (LTP) միացված է…

Երկարատև հզորացում (LTP) միացված է PAC-ի ֆոտոակտիվացման միջոցով: (Ա) Ստորին` կապույտ լույս (480…

PAC ֆոտոակտիվացման և…

PAC ֆոտոակտիվացման և լարման զգայուն ներկերի (VSD) պատկերման կոնֆիգուրացիա: Սխեման է…

PAC-ի կողմից առաջացած տարածական-ժամանակային քարտեզագրում…

ԳԴ-ի ապաբևեռացման PAC-ով առաջացած ընդլայնման տարածական-ժամանակային քարտեզագրում: (Ա) Ներկայացուցիչ ժամանակային պատկերներ…


Ուղեղի կառուցվածքը. ապաբևեռացում և #038 նեյրոհաղորդիչներ

1) Բացասական լիցք մեմբրանի ներսում (կախված K իոններից) դրսից դրական լիցք (Na), ավելի բացասական, քան դրական:

2) Գործողության պոտենցիալը հանգեցնում է նատրիումի ալիքների բացմանը և Na իոնների հոսքը դեպի ներքին թաղանթ K+ իոնների արտահոսքը:

3) Նատրիում-կալիումի պոմպը բջիջի ապաբևեռացման ընթացքում հրակայուն ժամանակաշրջան 2:3 Na:K-ը մղվել է խցիկ

  • Գործողությունների ներուժը չի տարբերվում, բայց տոկոսադրույքը/համարը նեյրոնի խթանումը կհանգեցնի բարձր ինտենսիվության խթանմանը
  • Axons ծածկված է միելինային պատյան= մեկուսիչ/պաշտպանիչ
  • Ranvier-ի հանգույցները. աքսոնի հատված, որտեղ միելինային թաղանթ չկա կամ բացակայում է: Իմպուլսները հույս ունեն այս հանգույցների երկայնքով ստանալ ավելի լավ հաղորդունակություն և արագություն:
  • Սինապս: կապ նեյրոնների (աքսոնների և դենդրիտների) միջև
  • Նեյրոհաղորդումը տեղի է ունենում սինապտիկ ճեղքում աքսոնի և դենդրիտների միջև
  • Սինթեզ- նեյրոնի ներսում քիմիական նյութեր են առաջացել
  • Պահպանում- այս քիմիական նյութերը պահվում են ներսում սինապտիկ վեզիկուլներ
  • Ազատում- Քիմիական նյութերը շարժվում են սինապտիկ ճեղքվածքով նախասինապտիկ նեյրոն (աքսոն) դեպի հետսինապտիկ նեյրոն (դենդրիտներ)
  • Պարտադիր: վեզիկուլը կապվում է նեյրոնների վրա գտնվող ընկալիչների վայրերին: Այս քիմիական նյութերը կանեն (ա) ապաբևեռացնել նեյրոնը՝ հուզելով այն կամ (բ) հիպերբևեռացնել նեյրոնը և արգելակել այն:
  • Ապաակտիվացում: անջատվում է, ապաբևեռացված է
  • Հետաքրքիր քիմիական նյութեր. Գլուտամատ, ացետիլխոլին, նորեպինեֆրին, դոպամին
  • Արգելող քիմիական նյութեր. GABA, սերոտոնին, դոպամին
  • Ացետիլխոլին -> (շարժողական շարժում, քուն, երազներ, մկաններ) Ալցհեյմերի հիվանդություն (բացակայություն)
  • Բոտուլիզմ: արգելափակված Աչ, կաթված
  • Dopamine -> Parkinson’s disease (lack of) can be treated also treats schizophrenia (overload)/ delusions
  • Serotonin (5HT) -> sensitivity to it linked to depression (due to undersupply of it)
  • Endorphins -> reduce pain
  • Neuromodulators -> widespread effect
  • Թմրամիջոցներ can mimic some neurotransmitters (block uptake, bind at stop TP)
  • Զգայական նեյրոններ. sent info the brain/ spine
  • Շարժիչային նեյրոններ. send impulses from brain/ spine to muscles/ organs
  • Interneurons: connective neurons

CNS: brain/ spine PNS: մնացած ամեն ինչ

  • Somatic Nervous system: voluntary movements (muscles, senses)
  • Autonomic Nervous system: controls glands, heart, etc.
  • Fight-or-Flight: Sympathetic:arousal to stress Parasympathetic:recovery from stress [HOMOEOSTATIS]

Օգնեք մեզ շտկել նրա ժպիտը ձեր հին էսսեներով, դա վայրկյաններ է տևում:

- Մենք փնտրում ենք նախորդ շարադրություններ, լաբորատորիաներ և առաջադրանքներ, որոնք դուք կատարել եք:

Առնչվող գրառումներ

Plants are organized into two sections: 1) Shoots – stem and leaves 2) Roots Stems:&hellip

Common fungi: mushrooms, moulds, yeast and truffles 1. Cell Type: eukaryotic 2. Type of Reproduction:&hellip

1. Type of essay: Narrative To entertain, illuminate, or tell a story Argumentative To convince&hellip

Parallel structure places words, phrases, clauses, and sentences in a series of the same grammatical&hellip

Define Organizational Structure An organizational structure is a system of how certain activities are directed&hellip

Հեղինակ՝ Ուիլյամ Անդերսոն (Schoolwork Helper Editorial Team)

Դասավանդող և ազատ գրող: Գիտության ուսուցիչ և շարադրությունների սիրահար։ Հոդվածը վերջին անգամ վերանայվել է՝ 2020 | Սուրբ Ռոզմարիի հաստատություն © 2010-2021 | Creative Commons 4.0


How Neurons Communicate

Նյարդային համակարգի կատարած բոլոր գործառույթները՝ պարզ շարժիչ ռեֆլեքսից մինչև ավելի առաջադեմ գործառույթներ, ինչպիսիք են հիշողությունը կամ որոշում կայացնելը, պահանջում են նեյրոնների հաղորդակցություն միմյանց հետ: While humans use words and body language to communicate, neurons use electrical and chemical signals. Ճիշտ այնպես, ինչպես կոմիտեում գտնվող անձը, մեկ նեյրոն սովորաբար ստանում և սինթեզում է հաղորդագրություններ բազմաթիվ այլ նեյրոններից՝ նախքան «որոշում կայացնելը»՝ հաղորդագրությունն ուղարկել այլ նեյրոնների:

Նյարդային իմպուլսի փոխանցում նեյրոնում

Որպեսզի նյարդային համակարգը գործի, նեյրոնները պետք է կարողանան ազդանշաններ ուղարկել և ստանալ: Այս ազդանշանները հնարավոր են, քանի որ յուրաքանչյուր նեյրոն ունի լիցքավորված բջջային թաղանթ (լարման տարբերություն ներսի և դրսի միջև), և այս մեմբրանի լիցքը կարող է փոխվել՝ ի պատասխան այլ նեյրոններից և շրջակա միջավայրի գրգռիչներից ազատված նեյրոհաղորդիչների մոլեկուլներին: Հասկանալու համար, թե ինչպես են նեյրոնները հաղորդակցվում, նախ պետք է հասկանալ բազային կամ «հանգիստ» մեմբրանի լիցքի հիմքը:

Նեյրոնային լիցքավորված մեմբրաններ

Նեյրոնը շրջապատող լիպիդային երկշերտ թաղանթն անթափանց է լիցքավորված մոլեկուլների կամ իոնների համար։ Նեյրոն մտնելու կամ դուրս գալու համար իոնները պետք է անցնեն հատուկ սպիտակուցներ, որոնք կոչվում են իոնային ալիքներ, որոնք անցնում են թաղանթով: Ion channels have different configurations: open, closed, and inactive, as illustrated in [link]. Որոշ իոնային ալիքներ պետք է ակտիվացվեն, որպեսզի բացվեն և թույլ տան, որ իոնները անցնեն բջիջ կամ դուրս: Այս իոնային ալիքները զգայուն են շրջակա միջավայրի նկատմամբ և կարող են համապատասխանաբար փոխել իրենց ձևը: Իոնային ալիքները, որոնք փոխում են իրենց կառուցվածքը՝ ի պատասխան լարման փոփոխության, կոչվում են լարման փակ իոնային ալիքներ։ Լարման փակ իոնային ալիքները կարգավորում են տարբեր իոնների հարաբերական կոնցենտրացիաները բջջի ներսում և դրսում: Բջջի ներսի և դրսի միջև ընդհանուր լիցքի տարբերությունը կոչվում է մեմբրանի ներուժը.

Այս տեսանյութը քննարկում է հանգստի մեմբրանի ներուժի հիմքը:

Հանգստացնող մեմբրանի ներուժ

Հանգստի վիճակում գտնվող նեյրոնը բացասական լիցքավորված է. բջջի ներսը մոտավորապես 70 միլիվոլտ ավելի բացասական է, քան արտաքինը (−70 մՎ, նշենք, որ այս թիվը տատանվում է ըստ նեյրոնների տեսակի և տեսակների): Այս լարումը կոչվում է հանգստի մեմբրանի ներուժ, այն առաջանում է բջջի ներսում և դրսում իոնների կոնցենտրացիաների տարբերությունների պատճառով: Եթե ​​մեմբրանը հավասարապես թափանցելի լիներ բոլոր իոնների համար, ապա յուրաքանչյուր տեսակի իոն կհոսի մեմբրանի վրայով, և համակարգը կհասներ հավասարակշռության: Because ions cannot simply cross the membrane at will, there are different concentrations of several ions inside and outside the cell, as shown in [link]. The difference in the number of positively charged potassium ions (K + ) inside and outside the cell dominates the resting membrane potential ([link]). Երբ թաղանթը հանգստանում է, K + իոնները կուտակվում են բջջի ներսում՝ կոնցենտրացիայի գրադիենտով ցանցի շարժման պատճառով։ Բացասական հանգստի մեմբրանի պոտենցիալը ստեղծվում և պահպանվում է բջջից դուրս (արտբջջային հեղուկում) կատիոնների կոնցենտրացիան մեծացնելով բջջի ներսում (ցիտոպլազմում) համեմատ: Բջջի ներսում բացասական լիցքը ստեղծվում է այն պատճառով, որ բջջային թաղանթը ավելի թափանցելի է կալիումի իոնների շարժման համար, քան նատրիումի իոնների շարժումը: Նեյրոններում կալիումի իոնները պահպանվում են բջջի ներսում բարձր կոնցենտրացիաներում, մինչդեռ նատրիումի իոնները պահպանվում են բջջից դուրս բարձր կոնցենտրացիաներում: Բջիջն ունի կալիումի և նատրիումի արտահոսքի ուղիներ, որոնք թույլ են տալիս երկու կատիոններին ցրվել իրենց կոնցենտրացիայի գրադիենտով: Այնուամենայնիվ, նեյրոններն ունեն շատ ավելի կալիումի արտահոսքի ուղիներ, քան նատրիումի արտահոսքի ուղիները: Հետևաբար, կալիումը բջջից դուրս է ցրվում շատ ավելի արագ, քան նատրիումի արտահոսքը: Քանի որ ավելի շատ կատիոններ դուրս են գալիս բջիջից, քան ներթափանցում, դա հանգեցնում է նրան, որ բջջի ներքին մասը բացասական լիցքավորված է բջիջի արտաքին մասի համեմատ: Նատրիումի կալիումի պոմպի գործողությունները օգնում են պահպանել հանգստի ներուժը, երբ հաստատվել է: Հիշեցնենք, որ նատրիումի կալիումի պոմպերը բջիջ են բերում երկու K + իոններ, մինչդեռ սպառված ATP-ում երեք Na + իոններ են հեռացնում: Քանի որ ավելի շատ կատիոններ դուրս են մղվում բջջից, քան ընդունվում է, բջջի ներսը մնում է բացասական լիցքավորված արտաբջջային հեղուկի համեմատ: Պետք է նշել, որ քլորիդ իոնները (Cl – ) հակված են կուտակվել բջջից դուրս, քանի որ դրանք վանվում են ցիտոպլազմայի ներսում բացասական լիցքավորված սպիտակուցներով:

Հանգստի մեմբրանի ներուժը բջջի ներսում և դրսում տարբեր կոնցենտրացիաների արդյունք է:
Իոնների կոնցենտրացիան նեյրոնների ներսում և դրսում
Իոն Արտաբջջային կոնցենտրացիան (մմ) Ներբջջային կոնցենտրացիան (մՄ) Հարաբերակցությունը դրսում/ներսում
Na + 145 12 12
K+ 4 155 0.026
Cl - 120 4 30
Օրգանական անիոններ (A−) 100

Action Potential

Նեյրոնը կարող է մուտքագրում ստանալ այլ նեյրոններից և, եթե այդ մուտքը բավականաչափ ուժեղ է, ազդանշանն ուղարկում է ներքևի նեյրոններին: Transmission of a signal between neurons is generally carried by a chemical called a neurotransmitter. Transmission of a signal within a neuron (from dendrite to axon terminal) is carried by a brief reversal of the resting membrane potential called an գործողության ներուժ. When neurotransmitter molecules bind to receptors located on a neuron’s dendrites, ion channels open. At excitatory synapses, this opening allows positive ions to enter the neuron and results in ապաբեւեռացում of the membrane—a decrease in the difference in voltage between the inside and outside of the neuron. Զգայական բջիջից կամ մեկ այլ նեյրոնից ստացված գրգռիչն ապաբևեռացնում է թիրախային նեյրոնը մինչև դրա շեմային ներուժը (-55 մՎ): Na + channels in the axon hillock open, allowing positive ions to enter the cell ([link] and [link]). Once the sodium channels open, the neuron completely depolarizes to a membrane potential of about +40 mV. Action potentials are considered an "all-or nothing" event, in that, once the threshold potential is reached, the neuron always completely depolarizes. Once depolarization is complete, the cell must now "reset" its membrane voltage back to the resting potential. Դա անելու համար Na + ալիքները փակվում են և չեն կարող բացվել: This begins the neuron's refractory period, in which it cannot produce another action potential because its sodium channels will not open. Միևնույն ժամանակ բացվում են լարման տակ գտնվող K + ալիքները, որոնք թույլ են տալիս K +-ին դուրս գալ բջիջից: Երբ K + իոնները հեռանում են բջիջից, մեմբրանի ներուժը կրկին դառնում է բացասական: The diffusion of K + out of the cell actually hyperpolarizes the cell, in that the membrane potential becomes more negative than the cell's normal resting potential. At this point, the sodium channels will return to their resting state, meaning they are ready to open again if the membrane potential again exceeds the threshold potential. Ի վերջո, հավելյալ K + իոնները դուրս են ցրվում բջջից կալիումի արտահոսքի ալիքներով՝ բջիջը հիպերբևեռացված վիճակից վերադարձնելով մեմբրանի հանգստի ներուժին:

Կալիումի ալիքների արգելափակումները, ինչպիսիք են ամիոդարոնը և պրոկաինամիդը, որոնք օգտագործվում են սրտի աննորմալ էլեկտրական ակտիվությունը բուժելու համար, որը կոչվում է սրտի ռիթմի խանգարում, խոչընդոտում են K +-ի շարժումը լարման մեջ գտնվող K + ալիքներով: Which part of the action potential would you expect potassium channels to affect?

This video presents an overview of action potential.

Myelin and the Propagation of the Action Potential

For an action potential to communicate information to another neuron, it must travel along the axon and reach the axon terminals where it can initiate neurotransmitter release. The speed of conduction of an action potential along an axon is influenced by both the diameter of the axon and the axon’s resistance to current leak. Միելինը հանդես է գալիս որպես մեկուսիչ, որը թույլ չի տալիս հոսանքը դուրս գալ աքսոնից, ինչը մեծացնում է գործողության պոտենցիալ փոխանցման արագությունը: In demyelinating diseases like multiple sclerosis, action potential conduction slows because current leaks from previously insulated axon areas. The nodes of Ranvier, illustrated in [link] are gaps in the myelin sheath along the axon. These unmyelinated spaces are about one micrometer long and contain voltage gated Na + and K + channels. Այս ալիքներով իոնների հոսքը, մասնավորապես Na + ալիքներով, նորից ու նորից վերականգնում է գործողության ներուժը աքսոնի երկայնքով: This ‘jumping’ of the action potential from one node to the next is called saltatory conduction. Եթե ​​Ranvier-ի հանգույցները ներկա չլինեին աքսոնի երկայնքով, գործողության պոտենցիալը կտարածվեր շատ դանդաղ, քանի որ Na + և K+ ալիքները պետք է շարունակաբար վերականգնեին գործողության պոտենցիալները աքսոնի երկայնքով յուրաքանչյուր կետում, այլ ոչ թե կոնկրետ կետերում: Nodes of Ranvier also save energy for the neuron since the channels only need to be present at the nodes and not along the entire axon.

Synaptic Transmission

The synapse or “gap” is the place where information is transmitted from one neuron to another. Synapses usually form between axon terminals and dendritic spines, but this is not universally true. There are also axon-to-axon, dendrite-to-dendrite, and axon-to-cell body synapses. The neuron transmitting the signal is called the presynaptic neuron, and the neuron receiving the signal is called the postsynaptic neuron. Note that these designations are relative to a particular synapse—most neurons are both presynaptic and postsynaptic. There are two types of synapses: chemical and electrical.

Chemical Synapse

Երբ գործողության պոտենցիալը հասնում է աքսոնի տերմինալին, այն ապաբևեռացնում է թաղանթը և բացում լարման միջոցով Na + ալիքները: Na + ions enter the cell, further depolarizing the presynaptic membrane. Այս ապաբևեռացումը հանգեցնում է լարման փակ Ca 2+ ալիքների բացմանը: Calcium ions entering the cell initiate a signaling cascade that causes small membrane-bound vesicles, called synaptic vesicles, containing neurotransmitter molecules to fuse with the presynaptic membrane. Synaptic vesicles are shown in [link], which is an image from a scanning electron microscope.

Fusion of a vesicle with the presynaptic membrane causes neurotransmitter to be released into the synaptic cleft, the extracellular space between the presynaptic and postsynaptic membranes, as illustrated in [link]. The neurotransmitter diffuses across the synaptic cleft and binds to receptor proteins on the postsynaptic membrane.

The binding of a specific neurotransmitter causes particular ion channels, in this case ligand-gated channels, on the postsynaptic membrane to open. Neurotransmitters can either have excitatory or inhibitory effects on the postsynaptic membrane, as detailed in [link]. For example, when acetylcholine is released at the synapse between a nerve and muscle (called the neuromuscular junction) by a presynaptic neuron, it causes postsynaptic Na + channels to open. Na + enters the postsynaptic cell and causes the postsynaptic membrane to depolarize. This depolarization is called an excitatory postsynaptic potential (EPSP) and makes the postsynaptic neuron more likely to fire an action potential. Release of neurotransmitter at inhibitory synapses causes inhibitory postsynaptic potentials (IPSPs), a hyperpolarization of the presynaptic membrane. For example, when the neurotransmitter GABA (gamma-aminobutyric acid) is released from a presynaptic neuron, it binds to and opens Cl - channels. Cl - ions enter the cell and hyperpolarizes the membrane, making the neuron less likely to fire an action potential.

Once neurotransmission has occurred, the neurotransmitter must be removed from the synaptic cleft so the postsynaptic membrane can “reset” and be ready to receive another signal. This can be accomplished in three ways: the neurotransmitter can diffuse away from the synaptic cleft, it can be degraded by enzymes in the synaptic cleft, or it can be recycled (sometimes called reuptake) by the presynaptic neuron. Several drugs act at this step of neurotransmission. For example, some drugs that are given to Alzheimer’s patients work by inhibiting acetylcholinesterase, the enzyme that degrades acetylcholine. This inhibition of the enzyme essentially increases neurotransmission at synapses that release acetylcholine. Once released, the acetylcholine stays in the cleft and can continually bind and unbind to postsynaptic receptors.

Նեյրոհաղորդիչի գործառույթը և գտնվելու վայրը
Neurotransmitter Օրինակ Գտնվելու վայրը
Ացետիլխոլին CNS and/or PNS
Կենսածին ամին Դոպամին, սերոտոնին, նորեպինեֆրին CNS and/or PNS
Ամինաթթու Գլիցին, գլուտամատ, ասպարտատ, գամմա ամինաբուտիրաթթու CNS
Նեյրոպեպտիդ P նյութ, էնդորֆիններ CNS and/or PNS

Electrical Synapse

While electrical synapses are fewer in number than chemical synapses, they are found in all nervous systems and play important and unique roles. The mode of neurotransmission in electrical synapses is quite different from that in chemical synapses. In an electrical synapse, the presynaptic and postsynaptic membranes are very close together and are actually physically connected by channel proteins forming gap junctions. Gap junctions allow current to pass directly from one cell to the next. In addition to the ions that carry this current, other molecules, such as ATP, can diffuse through the large gap junction pores.

There are key differences between chemical and electrical synapses. Because chemical synapses depend on the release of neurotransmitter molecules from synaptic vesicles to pass on their signal, there is an approximately one millisecond delay between when the axon potential reaches the presynaptic terminal and when the neurotransmitter leads to opening of postsynaptic ion channels. Additionally, this signaling is unidirectional. Signaling in electrical synapses, in contrast, is virtually instantaneous (which is important for synapses involved in key reflexes), and some electrical synapses are bidirectional. Electrical synapses are also more reliable as they are less likely to be blocked, and they are important for synchronizing the electrical activity of a group of neurons. For example, electrical synapses in the thalamus are thought to regulate slow-wave sleep, and disruption of these synapses can cause seizures.

Ազդանշանների գումարում

Երբեմն մեկ EPSP-ն բավականաչափ ուժեղ է հետսինապտիկ նեյրոնում գործողության պոտենցիալ առաջացնելու համար, սակայն հաճախ մի քանի նախասինապտիկ մուտքեր պետք է ստեղծեն EPSP-ներ մոտավորապես նույն ժամանակ, որպեսզի հետսինապտիկ նեյրոնը բավականաչափ ապաբևեռացվի, որպեսզի գործարկի գործողության ներուժը: Այս գործընթացը կոչվում է summation and occurs at the axon hillock, as illustrated in [link]. Բացի այդ, մեկ նեյրոն հաճախ մուտքեր ունի բազմաթիվ նախասինապտիկ նեյրոններից՝ որոշ գրգռող և որոշ արգելակող, ուստի IPSP-ները կարող են չեղարկել EPSP-ները և հակառակը: It is the net change in postsynaptic membrane voltage that determines whether the postsynaptic cell has reached its threshold of excitation needed to fire an action potential. Միասին, սինապտիկ գումարումը և գրգռման շեմը գործում են որպես զտիչ, որպեսզի համակարգում պատահական «աղմուկը» չփոխանցվի որպես կարևոր տեղեկատվություն:

Brain-computer interface Amyotrophic lateral sclerosis (ALS, also called Lou Gehrig’s Disease) is a neurological disease characterized by the degeneration of the motor neurons that control voluntary movements. Հիվանդությունը սկսվում է մկանների թուլացումից և կոորդինացման բացակայությունից և ի վերջո ոչնչացնում է նեյրոնները, որոնք վերահսկում են խոսքը, շնչառությունը և կուլը, ի վերջո, հիվանդությունը կարող է հանգեցնել կաթվածի: Այդ պահին հիվանդները մեքենաներից օգնություն են պահանջում, որպեսզի կարողանան շնչել և շփվել: Մշակվել են մի քանի հատուկ տեխնոլոգիաներ, որոնք թույլ են տալիս «արգելափակված» հիվանդներին շփվել մնացած աշխարհի հետ: Տեխնոլոգիաներից մեկը, օրինակ, թույլ է տալիս հիվանդներին մուտքագրել նախադասություններ՝ այտը ճոճելով: Այս նախադասությունները կարող են բարձրաձայն կարդալ համակարգչի կողմից:

A relatively new line of research for helping paralyzed patients, including those with ALS, to communicate and retain a degree of self-sufficiency is called brain-computer interface (BCI) technology and is illustrated in [link]. Այս տեխնոլոգիան կարծես գիտաֆանտաստիկ բան է. այն թույլ է տալիս անդամալույծ հիվանդներին կառավարել համակարգիչը՝ օգտագործելով միայն իրենց մտքերը: Կան BCI-ի մի քանի ձևեր. Որոշ ձևեր օգտագործում են EEG ձայնագրություններ էլեկտրոդներից, որոնք ամրացված են գանգի վրա: Այս ձայնագրությունները պարունակում են տեղեկատվություն նեյրոնների մեծ պոպուլյացիաներից, որոնք կարող են վերծանվել համակարգչի միջոցով: BCI-ի այլ ձևերը պահանջում են էլեկտրոդների զանգվածի տեղադրում, որն ավելի փոքր է, քան փոստային նամականիշը շարժիչի կեղևի թևի և ձեռքի տարածքում: BCI-ի այս ձևը, թեև ավելի ինվազիվ է, շատ հզոր է, քանի որ յուրաքանչյուր էլեկտրոդ կարող է արձանագրել գործողության իրական պոտենցիալները մեկ կամ մի քանի նեյրոններից: Այդ ազդանշաններն այնուհետև ուղարկվում են համակարգիչ, որը սովորել է վերծանել ազդանշանը և սնուցել այն գործիքին, ինչպիսին է համակարգչի էկրանի կուրսորը: Սա նշանակում է, որ ALS-ով հիվանդը կարող է օգտագործել էլ. Վերջին ձեռքբերումները թույլ են տվել կաթվածահար վիճակում գտնվող հիվանդին, ով 15 տարի առաջ ինսուլտ է տարել, կառավարել ռոբոտ ձեռքը և նույնիսկ ինքն իրեն սուրճով կերակրել BCI տեխնոլոգիայի միջոցով:

Չնայած BCI տեխնոլոգիայի զարմանալի առաջընթացին, այն նաև սահմանափակումներ ունի: Տեխնոլոգիան կարող է պահանջել բազմաթիվ ժամեր մարզումներ և երկարատև ինտենսիվ կենտրոնացում հիվանդի համար, այն կարող է պահանջել նաև ուղեղի վիրահատություն՝ սարքերը տեղադրելու համար:

Դիտեք այս տեսանյութը, որում կաթվածահար կինը օգտագործում է ուղեղով կառավարվող ռոբոտ ձեռքը, որպեսզի խմիչք բերի իր բերանը, ի թիվս գործողության մեջ ուղեղ-համակարգիչ ինտերֆեյսի տեխնոլոգիայի այլ պատկերների:

Սինապտիկ պլաստիկություն

Սինապսները ստատիկ կառուցվածքներ չեն։ Նրանք կարող են թուլանալ կամ ուժեղանալ: Նրանք կարող են կոտրվել, և նոր սինապսներ ստեղծել։ Սինապտիկ պլաստիկությունը թույլ է տալիս իրականացնել այս փոփոխությունները, որոնք բոլորն անհրաժեշտ են գործող նյարդային համակարգի համար: Իրականում սինապտիկ պլաստիկությունը ուսուցման և հիշողության հիմքն է։ Հատկապես երկու գործընթաց՝ երկարաժամկետ հզորացում (LTP) և երկարաժամկետ դեպրեսիա (LTD) սինապտիկ պլաստիկության կարևոր ձևեր են, որոնք տեղի են ունենում հիպոկամպուսի սինապսներում՝ ուղեղի մի հատված, որը ներգրավված է հիշողությունների պահպանման մեջ:

Long-term Potentiation (LTP)

Long-term potentiation (LTP) is a persistent strengthening of a synaptic connection. LTP-ն հիմնված է Hebbian սկզբունքի վրա. բջիջները, որոնք կրակում են միասին, միանում են իրար: ԼՏՊ-ի հետ նկատվող սինապտիկ ուժեղացման հետևում կան տարբեր մեխանիզմներ, որոնցից ոչ մեկը լիովին չի հասկանում: One known mechanism involves a type of postsynaptic glutamate receptor, called NMDA (N-Methyl-D-aspartate) receptors, shown in [link]. Այս ընկալիչները սովորաբար արգելափակված են մագնեզիումի իոններով, սակայն, երբ հետսինապտիկ նեյրոնը ապաբևեռացվում է մի քանի նախասինապտիկ մուտքերով արագ հաջորդականությամբ (կամ մեկ նեյրոնից կամ մի քանի նեյրոնից), մագնեզիումի իոնները դուրս են մղվում՝ թույլ տալով Ca իոններին անցնել հետսինապտիկ բջիջ: Այնուհետև, Ca 2+ իոնները, որոնք մտնում են բջիջ, սկսում են ազդանշանային կասկադ, որն առաջացնում է տարբեր տեսակի գլյուտամատային ընկալիչ, որը կոչվում է AMPA (α-ամինո-3-հիդրօքսի-5-մեթիլ-4-իզոքսազոլպրոպիոնաթթու) ընկալիչներ, որոնք տեղադրվում են հետսինապտիկ: թաղանթ, քանի որ ակտիվացված AMPA ընկալիչները թույլ են տալիս դրական իոններ ներթափանցել բջիջ: Այսպիսով, հաջորդ անգամ, երբ գլուտամատը կազատվի նախասինապտիկ թաղանթից, այն կունենա ավելի մեծ գրգռիչ ազդեցություն (EPSP) հետսինապտիկ բջջի վրա, քանի որ գլյուտամատի միացումը այս AMPA ընկալիչներին թույլ կտա ավելի շատ դրական իոններ մտնել բջիջ: Լրացուցիչ AMPA ընկալիչների ներդրումը ուժեղացնում է սինապսը և նշանակում է, որ հետսինապտիկ նեյրոնն ավելի հավանական է, որ կրակի ի պատասխան նախասինապտիկ նեյրոհաղորդիչի ազատման: Չարաշահման որոշ դեղամիջոցներ համատեղում են LTP ուղին, և այս սինապտիկ ուժեղացումը կարող է հանգեցնել կախվածության:

Long-term Depression (LTD)

Long-term depression (LTD) is essentially the reverse of LTP: it is a long-term weakening of a synaptic connection. One mechanism known to cause LTD also involves AMPA receptors. In this situation, calcium that enters through NMDA receptors initiates a different signaling cascade, which results in the removal of AMPA receptors from the postsynaptic membrane, as illustrated in [link]. Թաղանթում AMPA ընկալիչների նվազումը հետսինապտիկ նեյրոնին դարձնում է ավելի քիչ արձագանքող նախասինապտիկ նեյրոնից արտազատվող գլյուտամատին: While it may seem counterintuitive, LTD may be just as important for learning and memory as LTP. Չօգտագործված սինապսների թուլացումը և էտումը թույլ է տալիս կորցնել անկարևոր կապերը և համեմատության մեջ շատ ավելի ուժեղ է դարձնում LTP-ի ենթարկված սինապսները:

Բաժնի ամփոփում

Նեյրոնները լիցքավորված թաղանթներ ունեն, քանի որ բջջի ներսում և դրսում կան իոնների տարբեր կոնցենտրացիաներ: Լարման փակ իոնային ալիքները վերահսկում են իոնների շարժումը դեպի նեյրոն և դուրս: Երբ նեյրոնային թաղանթն ապաբևեռացված է մինչև գրգռման առնվազն շեմը, գործարկվում է գործողության ներուժ: Գործողությունների պոտենցիալն այնուհետև տարածվում է միելինացված աքսոնի երկայնքով մինչև աքսոնային տերմինալները: Քիմիական սինապսում գործողության պոտենցիալը հանգեցնում է նեյրոհաղորդիչի մոլեկուլների ազատմանը սինապտիկ ճեղքվածքի մեջ: Հետսինապտիկ ընկալիչների հետ կապվելու միջոցով նեյրոհաղորդիչը կարող է առաջացնել գրգռիչ կամ արգելակող հետսինապտիկ պոտենցիալներ՝ համապատասխանաբար ապաբևեռացնելով կամ հիպերբևեռացնելով հետսինապտիկ թաղանթը: Էլեկտրական սինապսներում գործողության պոտենցիալը ուղղակիորեն հաղորդվում է հետսինապտիկ բջիջին՝ բաց միացումների միջոցով՝ մեծ ալիքային սպիտակուցներ, որոնք միացնում են նախասինապսային և հետսինապտիկ թաղանթները։ Սինապսները ստատիկ կառուցվածքներ չեն և կարող են ուժեղանալ և թուլանալ: Սինապտիկ պլաստիկության երկու մեխանիզմներն են՝ երկարաժամկետ հզորացումը և երկարատև դեպրեսիան:

Արվեստի կապեր

[link] Potassium channel blockers, such as amiodarone and procainamide, which are used to treat abnormal electrical activity in the heart, called cardiac dysrhythmia, impede the movement of K+ through voltage-gated K+ channels. Which part of the action potential would you expect potassium channels to affect?

[link] Potassium channel blockers slow the repolarization phase, but have no effect on depolarization.

Վերանայման հարցեր

Որպեսզի նեյրոնը գործարկի գործողության պոտենցիալ, նրա թաղանթը պետք է հասնի ________:

  1. hyperpolarization
  2. the threshold of excitation
  3. the refractory period
  4. inhibitory postsynaptic potential

Գործողությունների պոտենցիալից հետո լրացուցիչ լարման փակ ________ ալիքների բացումը և նատրիումի ալիքների ապաակտիվացումը հանգեցնում են մեմբրանի վերադարձի իր հանգստի մեմբրանի ներուժին:

Ո՞րն է սպիտակուցային ալիքների տերմինը, որոնք միացնում են երկու նեյրոն էլեկտրական սինապսում:

  1. synaptic vesicles
  2. voltage-gated ion channels
  3. բացը միացման սպիտակուց
  4. նատրիում-կալիումի փոխանակման պոմպեր

Անվճար արձագանք

How does myelin aid propagation of an action potential along an axon? How do the nodes of Ranvier help this process?

Միելինը կանխում է հոսանքի արտահոսքը աքսոնից: Ranvier-ի հանգույցները թույլ են տալիս գործողության ներուժը վերականգնվել աքսոնի երկայնքով որոշակի կետերում: Նրանք նաև էներգիա են խնայում բջջի համար, քանի որ ակսոնի միելինացված հատվածների երկայնքով անհրաժեշտ չեն լարման ներթափանցող իոնային ուղիները և նատրիում-կալիումի փոխադրողները:

What are the main steps in chemical neurotransmission?

Գործողության պոտենցիալը շարժվում է աքսոնի երկայնքով, մինչև այն ապաբևեռացնի թաղանթը աքսոնային տերմինալում: Մեմբրանի ապաբևեռացումը հանգեցնում է Ca 2+ լարման ալիքների բացմանը և Ca 2+-ի մուտքին խցիկ: Կալցիումի ներբջջային ներհոսքը հանգեցնում է նրան, որ նյարդային հաղորդիչ պարունակող սինապտիկ վեզիկուլները միաձուլվում են նախասինապտիկ մեմբրանի հետ: Նեյրոհաղորդիչը ցրվում է սինապտիկ ճեղքումով և կապվում հետսինապտիկ մեմբրանի ընկալիչների հետ: Կախված հատուկ նեյրոհաղորդիչից և հետսինապտիկ ընկալիչից, այս գործողությունը կարող է առաջացնել դրական (գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալ) կամ բացասական (արգելակող հետսինապտիկ պոտենցիալ) իոնների ներթափանցումը բջիջ:

Բառարան