НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    КАРТА САЙТА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ

20.12.2017

Модель нервной системы головастика подскажет, как лечить болезни опорно-двигательной системы

Роман Борисюк из Института математических проблем биологии РАН и его коллеги из Великобритании построили компьютерную модель роста и взаимодействия аксонов, нервных отростков, в спинном мозге головастика.

Модель нервной системы головастика подскажет, как лечить болезни опорно-двигательной системы
Модель нервной системы головастика подскажет, как лечить болезни опорно-двигательной системы

Модель позволяет исследовать, как взаимодействующие аксоны образуют пучки и как это влияет на структуру связей между нервными клетками, управляющую плаванием головастика. Эти результаты могут быть полезны для понимания принципов регенерации поврежденных аксонов спинного мозга и стратегии лечения при нарушении движений. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.

В настоящее время изучение работы мозга является одной из ключевых задач мировой науки. Несмотря на значительные финансовые ресурсы, выделяемые на поддержание большого числа научных проектов, прогресс в изучении мозга весьма скромный. Одним из основных препятствий является трудность в исследовании структуры связей между областями мозга и отдельными клетками (нейронами).

Это связано с тем, что синапсов – мест контакта, где происходит передача информации от одного нейрона к другому, – много, а размеры их очень малы. Увидеть синапсы и измерить их параметры достаточно сложно.

Математики в сотрудничестве с нейробиологами придумали метод, который позволяет на виртуальной модели детально изучить, как образуются связи между нейронами. В качестве объекта был выбран хорошо изученный нейрофизиологами двухдневный головастик лягушки Xenopus. Построенная на компьютере структура межнейронных связей после запуска в нее электрической активности воспроизвела режим плавания, являющийся основой поведения головастика. Но на этом исследователи не остановились. Они решили воспроизвести в модели недавно открытое биологами свойство аксонов – отростков нервных клеток, по которым идут импульсы, – притягиваться друг к другу или отталкиваться. Из экспериментов известно, что имеются так называемые "пионеры" – аксоны, которые прорастают первыми, а за ними уже начинают расти все последующие. Пионеры как бы притягивают к себе другие аксоны, расположенные с ними по соседству.

Таким образом образуются пучки волокон. Даже слабое притяжение аксонов приводит к образованию подобных пучков. Новая модель воспроизводила этот процесс. И оказалось, что способность плавания головастика в модели, в которой аксоны растут, взаимодействуя друг с другом, проявляется значительно лучше. Образование пучков аксонов делает функциональные свойства модели, в данном случае способность к плаванию, более устойчивыми к возможным повреждениям. Такие детали полезны для понимания принципов регенерации поврежденных аксонов спинного мозга у человека и стратегии лечения при нарушении движений.

Волкова Алена


Источники:

  1. planet-today.ru



«Альтернативная история» белков проливает свет на роль случайности в эволюции

Медузы тоже умеют спать

Можно ли повысить шансы на удачную мутацию?

Учёным впервые удалось успешно заморозить (и разморозить) зародыш рыбы

Новое древо жизни включит «симбиомов» как отдельные организмы

Предок энтерококков появился 450 миллионов лет назад

Эксперимент на улитках подтвердил классическую идею о «двойной цене самцов»

Генетики строят родословное древо архей

Одноклеточные существа изобрели гарпунные пулеметы

Раскрыт один из секретов тихоходок

Обнаружены гигантские вирусы с расширенным репертуаром генов для синтеза белка

Первые шаги земной жизни




© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://biologylib.ru/ 'BiologyLib.ru: Библиотека по биологии'

Рейтинг@Mail.ru