Rambler's Top100


logo














 

Новости, интересные факты
ихтиологии и аквариумистики

Число синапсов у данио рерио варьирует в зависимости
от времени суток

данио рерио

    С помощью крошечной, прозрачной рыбки ученые Медицинского колледжа Стэнфордского университета изучают процессы, происходящие в мозге во время сна. В своем новом исследовании, они показали, как циркадные ритмы и сон влияют на формирование связей между нейронами в конкретном участке мозга, и идентифицировали ген, который регулирует количество этих связей, называемых синапсами.

    "Впервые в мозге живого организма была выявлена разница в числе синапсов днем и ночью, а также в состоянии бодрствования или сна", – сказал Лиор Аппельбаум, автор исследования, опубликованного в журнале "Нейрон" (Neuron). По его словам, дальнейшие исследования с использованием метода визуализации, которые разработали он и его коллеги, могли бы прояснить механизмы изменений деятельности мозга в зависимости от времени дня. Почему мы должны спать, и каким образом осуществляется восстановительный эффект сна, – вот два больших вопроса биологии, так и остающихся без ответа. Зная, что эффективность работы мозга изменяется в течение дня, ученые считают, что дневные ритмы и сон регулируют синаптическую пластичность – способность синапсов к модулированию силы и формы связи между нейронами, вплоть до полного блокирования. Они предполагают, что ночные изменения количества и силы синаптических связей помогают "перезарядке" мозга во время сна, что способствует улучшению памяти, способности к обучению и других функций. Как отмечают исследователи, изменения числа нейрон-нейронных связей в зависимости от суточного цикла ранее не были выявлены у позвоночных, и молекулярные механизмы этого типа синаптической пластичности изучены слабо. Поэтому ученые и обратились за помощью к маленькой аквариумной рыбке – данио рерио, являющейся по совместительству излюбленным модельным объектом современной экспериментальной биологии. Предыдущими исследованиями было показано, что, как и люди, рыбки данио рерио активны в течение дня и спят по ночам. Их личинки также прозрачны, что позволяет исследователям непосредственно наблюдать за формированием и изменениями в сетях нейронов. Для мониторинга нейронной активности конкретной области мозга, регулирующей сон и бодрствование, ученые использовали различные флуоресцентные методы. В результате были выявлены суточные колебания числа синаптических связей между специализированными нейронами. Данная работа впервые выявила ритмические изменения в количестве синапсов в головном мозге живого позвоночного. Мозг сигнализирует нейронам либо о закрытии синапсов в определенное время дня, либо об увеличении их количества; таким образом он готовится к новой деятельности. Исследователи установили, что различное число синапсов днем и ночью в основном определяется внутренними часами организма, а также зависит от поведения, например, от того, как долго рыбы спали. Ученые также выявили ген (NPTX2b), который участвует в регуляции ритмических изменений в синапсах. "Это только один из компонентов неизвестного механизма. Маловероятно, что в нем участвует лишь один ген, но идентификация такого гена значительно продвигает исследователей к пониманию процесса", – говорит Аппельбаум.
    Л. Аппельбаум считает методическую составляющую одной из наиболее сильных сторон статьи; с помощью методики, разработанной в данной работе, исследователи смогут визуализировать синаптическую пластичность в других системах нейронов (так называемых "нейронных схемах") данио рерио. "С помощью этих методических подходов, мы сможем протестировать другие области мозга, например, отвечающие за память, чтобы увидеть, как в данной зоне циклы сна и бодрствования влияют на синапсы," – сказал он и добавил, что не ожидает увидеть одинаковые результаты в каждой части мозга. Эти изменения, вероятно, зависят от конкретной нейронной схемы: в схеме нейронов памяти зависимость от поведения, например, сна, может оказаться больше, чем от циркадных ритмов (ситуация, противоположная тому, что имеет место в уже исследованном случае). Понимание этих явлений поможет определить, на какие области мозга наиболее сильно влияют бодрствование или сон, и в дальнейшем изучить процессы, происходящие в мозгу во время сна.

    Источник: Science Daily

    10 октября 2010 г.



Наверх   На Главную страницу

Rambler's Top100      Рейтинг@Mail.ru     

Аквариум. Современная Аквариумистика.
Правообладатель: Живая Вода®   Любые способы полного или частичного копирования и публикации данного текста и иллюстраций без письменного разрешения администрации интернет-ресурса vitawater.ru запрещены.

   © Живая Вода, 2001-2016 гг.   @webmaster

Реклама