От нейрона к мозгу

Строение нервной клетки

Сигналы нервных клеток
Электрические (локальные градуальные потенциалы, потенциалы действия).
Химические

!1868 год Герман фон Гельмгольц
Нервные волокна часто сравнивают с телеграфными проводами, пересекающими местность, и это сравнение хорошо приспособлено для иллюстрации их удивительных и важных особенностей их действия. В телеграфной сети везде мы обнаруживаем те же медные или стальные провода, несущие только одни вид движения, поток электричества, но вызываемые самые разные результаты на разных станциях …

Техника записи сигналов от нейоронов

Распределение локальных градуальных потенциалов и пассивные электрические свойства нейронов
Диаметр аксона в нерве от 0.1 до 20 микрон
Высокое продольное сопротивление
Удельное сопротивление 1010 Ом/см

Потенциал действия

Химически опосредованная синаптическая передача

Возбуждение и торможение

Выводы
Сигналы в нейронах высоко стериотипны и одинаковы для всех животных;
Потенциалы действия без потерь могут проходить на большие расстояния;
Локальные градуальные потенциалы зависят от пассивных электрических свойств нейронов и распространяются только на короткие расстояния;
Особое строиение нервных клеток требует специализированного механизма аксонального транспорта белков и органелл к телу клетки;
Молекулярные сигналы управляют ростом аксонов.

Проводимость каналов

Равновесный потенциал

Выводы
Ионы движутся пассивно через каналы пассивно в соответствии с градиентом концентрации или электрическим градиентом на мембране;
Результирующий поток ионов через канал по градиенту концентрации может быть снижен противоположно направленным электрическим градиентом. Электрический потенциал, снижающий результирующий поток какого-либо иона до нуля, называется равновесным потенциалом данного иона. Отношение между равновесным потенциалом и градиентом концентрации описывается уравнением Нернста;
Движущая сила для движения ионов есть разница между равновесным и мембранным потенциалами.

Уравнения Ходжкина-Хаксли
Теоретический расчет —формы потенциала действия и скорости распространения импульса.

Эквивалентная электрическая схема мембраны и пипетки в ходе проведения записи patch clamp;
Схема эксперимента

Три варианта метода Patch clamp
Изображение возможных конфигураций данной техники: а – cell-attached, b – inside-out, с – whole-cell

Характерные данные
Рис.1 Пример записи ионных токов на модельном объекте (R10 Мом) при подаче ступеньки напряжения в 10 mv.
Рис.2 Пример регистрации тока от клетки нейробластомы С-1300 в режиме whole-cell в ответу на ступеньку напряжения в 10 mv.

Что можно получить?
Определение способов протекции формирования зависимости