Тон голоса имеет значение в нейронной коммуникации

By Зоя Маркевич No comments

Тон голоса имеет значение в нейронной коммуникации
Синапсы до (слева) и после стимуляции, стрелки показывают момент, когда нейроны разговаривают друг с другом (слияние синаптических пузырьков). Предоставлено: студентки курса нейробиологии MBL Кристина Липпманн, Кадидия Адула, Тхиен Ву и Эдди Хуйбер.

Диалог между нейронами имеет решающее значение для всех видов деятельности нервной системы, от дыхания до ощущений, от мышления до бега. Тем не менее, нейронная коммуникация настолько быстра и в таком маленьком масштабе, что чрезвычайно трудно объяснить, как именно она происходит. Предварительное наблюдение в курсе нейробиологии в Морской биологической лаборатории (MBL) с использованием настраиваемой системы визуализации привело к четкому пониманию того, как нейроны взаимодействуют друг с другом, модулируя «тон» их сигнала, который ранее ускользал. поле. Отчет, подготовленный Грантом Ф. Кусиком и Шигеки Ватанабе из Медицинского факультета Университета Джона Хопкинса, опубликован на этой неделе в журнале Nature Neuroscience.

В 2016 году Ватанабэ, в то время преподававший на факультете нейробиологии, представил студентам дискуссию о том, сколько синаптических пузырьков может слиться в ответ на один потенциал действия (см. это 2-минутное видео для быстрого ознакомления с нейротрансмиссией). Чтобы исследовать этот спор, они использовали технологию визуализации «заморозить и заморозить», разработанную соавторами М. Уэйном Дэвисом, Ватанабе и Эриком Йоргенсеном и разработанную Leica для тестирования в курсе нейробиологии. Они поразили нейрон электричеством, чтобы вызвать потенциал действия, затем быстро заморозили нейрон и сделали снимок. Они увидели, как несколько пузырьков сливаются одновременно во многих синапсах, что является первым новым открытием этого отчета Nature Neuroscience.

Но это было еще не все. Вернувшись в Johns Hopkins, Kusick и Watanabe решили пройти процесс нейротрансмиссии с помощью быстрого и замораживания, делая изображения каждые 3 миллисекунды после потенциального действия. Именно тогда они нашли ответ на еще больший вопрос — как нейроны изменяют тон своего нейротрансмиссионного сигнала?

В любой момент времени только несколько синаптических везикул находятся в «пристыкованном» положении, то есть загружены и готовы высвободить нейромедиатор. Сразу после потенциала действия количество пристыкованных везикул уменьшается на 40 процентов, поэтому после 2–3 потенциалов действия пристыкованные везикулы будут истощены. (То есть их сигнал или «голос» будут становиться все слабее и слабее по мере того, как индуцируется больше потенциалов действия.) Но они обнаружили, что в течение 14 миллисекунд после потенциала действия новые везикулы быстро набираются в пристыкованный пул, который может сливаться и соединяться. высвобождает нейротрансмиттер, и это рекрутирование является временным, так что нейротрансмиссия может быть сильной или слабой в миллисекундном масштабе времени. Это первый взгляд на нейронную коммуникацию крупным планом с временной точки зрения.

«Это означает, что мы определили механизм, который нейроны используют для передачи интонаций», — говорит Ватанабе. «Каждая пристыкованная везикула похожа на слово, которое нейроны могут использовать для связи в любой момент. На протяжении десятилетий было известно, что нейроны могут говорить больше, чем несколько слов за раз, и они также могут изменять тон этих слов. вопрос был в том, как. Мы показали, что нейроны постоянно вводят больше слов, но, просто изменяя количество пузырьков, они могут повышать или понижать голос. Если вы задаете вопрос, вы повышаете интонацию в конце предложение — нейроны делают это, изменяя количество пристыкованных пузырьков, готовых к работе «.

Электронно-микроскопическая технология «заморозить и заморозить» — это версия «замораживания-замораживания» 21-го века, разработанная Джоном Хойзером, Томом Ризом и др. и использованная в MBL почти 50 лет назад, чтобы продемонстрировать, как нейроны взаимодействуют с каждым из них. другое ./p>

Добавить комментарий