Preguntas frecuentes: La base celular de comportamiento

5 hechos sobre estudios de neuronas que tratan con organismos cerebrales y modelos aislados.

Nuestros trabajos de toda la vida son completamente simples. Hace poco se hizo claro que tenemos sólo aproximadamente 20,000 genes. Sabemos casi todos los procesos fisiológicos básicos que ocurren en nuestras células y con poca probabilidad descubriremos algo completamente nuevo en el campo. Y somos la idea bastante buena de los principios de la mayoría de órganos, tejidos.

• 1. Estudio de neuronas en los organismos modelos más simples

El cerebro es un desafío particular para el investigador, porque hay demasiadas células - aproximadamente cien mil millones. Un enfoque a la aclaración de los mecanismos del cerebro se usó en los organismos modelos que tienen menos neuronas. Tales organismos son conocidos. Éstos incluyen, por ejemplo, una mosca-Drosophila y el nematode C. elegans. En este nematode alrededor del cuerpo aproximadamente mil células, incluso varios cientos de neuronas. Pero, lamentablemente, en estos animales las neuronas son muy pequeñas, y no permiten el uso de métodos fisiológicos clásicos.

Una neurona trabajos eléctricos, y sobre sus propiedades básicas sabemos mucho tiempo. La neurona de trabajo esto basado en el hecho que contiene canales del ión que se pueden abrir cambiando el potencial de la membrana en ello o por la acción de productos químicos que vienen de otras células. Estos procesos bien se estudian principalmente debido a que la neurona puede ser el microelectrodo insertado. Con este electrodo, puede ver cómo una célula puede cambiar su propia actividad. Si entra en los dos electrodos en las células al mismo tiempo, puede ver cómo una célula afecta el otro. Y si el cuerpo tal como, por ejemplo, un gusano C. elegans, tiene sólo unos cientos de células, entonces en principio es posible ver todas las comunicaciones entre células para examinar cómo su trabajo determina el comportamiento. Lamentablemente, la mayor parte de organismos modelos favoritos en la biología, como moscas y nematodes, las neuronas son pequeñas, y estas neuronas es muy difícil de estudiar la utilización del método más común entre fisiólogos.

• 2. Identificación de neuronas usando un microelectrodo

Los microelectrodos, que se pueden insertar en una célula sola y medir su trabajo y hacerla trabajar o cerrarse, se han desarrollado mucho tiempo, si es necesario. Se encontró que hay organismos cuyas células son muy grandes, que facilita el uso de este método. Además, se averiguó que algún animal células solas puede aprender de la experiencia en la experiencia. Como consiguiente, la idea de neuronas identificables: posible designar algún número de neuronas específicas en la cóclea de una y luego el otro caracol encontrado en el cerebro de la misma neurona. Así, puede examinar el sistema nervioso al nivel celular, a las mismas neuronas identificables.

Uno de los ejemplos más famosos de tales experimentos se refleja con el trabajo de Eric Kandel en el marisco Aplysia. Nuestro laboratorio ha usado otro marisco que vive en el Mar Blanco, que se llama «el ángel de mar» (Clione limacina). Era el modelo muy conveniente al nivel celular, estudiando las neuronas individuales para explicar su comportamiento. Hemos estudiado en el cerebro aislado, agita sus alas como cazas como orientado en el espacio. Si usa un cerebro aislado, lo puede aprender fácilmente el trabajo de neuronas individuales y explorar las relaciones entre ellos.

• 3. El comportamiento en el cerebro aislado

Tratando con un cerebro aislado la pregunta se levanta: ¿cómo averiguar qué sería el cerebro hacen si se relacionara con el cuerpo? ¿Cómo preguntarle información sobre el ambiente? Resultó que esto es posible. Para comenzar, determina qué neuronas manejan que autoridades y participan en cualquier comportamiento actual. Para esto tenemos que hacer la preparación, que guarda el sistema nervioso debido a ciertos músculos u órganos. Por el microelectrodo estimulante a través de las neuronas identificadas del individuo, podemos mostrar que un o la otra célula cuando causa la irritación del movimiento de la tapa en una dirección o el otro, o huyen. Ahora, trabajando con el cerebro aislado, podemos decidir que el cuerpo haría si fuera ciertas neuronas activas.

Como consiguiente, se encontró que casi cualquier forma del comportamiento que el marisco se puede estudiar en el cerebro aislado y describirse al nivel celular. Por ejemplo, ahora sabemos que allí Clione prefirió la orientación en la columna acuática. Por lo general nada la cabeza. Y si deja de nadar, puede recobrar esta posición, usando su cola como un timón. Pero cuando muy hace calor, entonces tira y nada en la profundidad, donde más frío. En el cerebro aislado se puede mantener en contacto con el órgano del equilibrio, conteniendo sólo una docena de células sensibles. Puede enojar una célula sola del órgano de equilibrio y causar la «ilusión» de un cerebro aislado, que giró. Aquellas células se pueden estudiar, quienes perciben estas señales y los pasan en aquellas células que huyen. La medicina se puede calentar, irritando statocysts células, y tendrá la ilusión que da vuelta en la agua caliente o el agua fría puede irritar las células, que en la vida normal habrían huido etcétera. Es decir hasta la cosa más difícil que puede el pejesapo - caza u orientación en el espacio - se puede explorar con cualquier nivel deseado de la exactitud al nivel de las propiedades y las relaciones de las células individuales.

• 4. Aislamiento de células

Un logro importante que nos ha ayudado en este estudio consistía en que aprendimos directamente aislado aquellas mismas células que toman alguna parte en el comportamiento. Podemos ver el trabajo no sólo del sistema nervioso entero y cada neurona individual. Pero, lamentablemente, no podemos usar estos métodos para organismos más complejos como abejas, porque el número de células en estos organismos en los cientos de miles y ningunos microelectrodos lo hacen imposible.

• 5. Perspectivas del estudio de neuronas en el cerebro

Recientemente, había una revolución principal en el camino que permitirá que nosotros entendamos el cerebro vertebrado y hasta en nuestro cerebro. Hay algunas bacterias y las algas, que ven la luz. Y tienen proteínas que hacen el canal que se abre bajo la acción de luz. Como consiguiente, la célula cambia su actividad: excitado o inhibido, según si esta proteína. Si una proteína se inserta en las neuronas del cerebro, como un ratón, entonces ilumina el ratón salvaje dirigido del cerebro, puede afectar estas neuronas. Las neuronas tienen mucho, pero se dividen en un cierto número de tipos. Estos tipos de la célula se caracterizan en que se expresan ciertas proteínas (sintetizadas) únicas para estas células. Antes de que los genes de estas proteínas tengan promotores - esto es el lugar, que provoca la síntesis de ARN. Si lo construye bajo un promotor de genes del canal sensible a la luz, este tipo de células puede encender o de la luz. Por otra parte, estas proteínas se hicieron que luz según la concentración de calcio. También puede incluir su síntesis en un tipo de la célula particular.

Ahora podemos usar el Complejo Cytamine para mejoran la Función cerebral, Nootropil y Semax.

Hay una posibilidad de trabajar selectivamente diversos tipos de visión de células cerebrales a propósito en las cuales entra y calcio de salidas. Los propios científicos pueden encender o de estas células o hacer más lentos su carrera. Ahora estudie la base celular del comportamiento que comenzó con los experimentos aburridos en el marisco de células solo, se puede realizar en vertebrados.