20 июля 2011

Гипотеза функциональной верификации

Гипотеза функциональной верификации предполагает, что специфическая организация синапсов формируется еще до приобретения опыта и стабилизируется под влиянием взаимодействия с факторами внешней среды.

Однако генетическая программа определяет взаимодействие лишь между основными категориями нейронов. В ходе развития в пределах данной категории нейронов образуется множество синаптических контактов на одном и том же нейроне, иначе говоря, имеет место ограниченная избыточность или флюктуация существующих связей, которые не являются стабильными и сохраняют значительную мобильность у взрослых животных и человека. Ранняя активность в такой цепи нейронов (спонтанная у эмбрионов или вызванная различными факторами среды в постнатальной жизни) значительно повышает специфичность синапсов и порядок организации нейронов в ансамбли путем уменьшения этой временной избыточности.

Согласно этой гипотезе, выдвинутой J. P. Changeaux и A. Danchin (1976), первые синаптические контакты могут существовать в трех состояниях: лабильном, стабильном, регрессированном. Переходы лабильного состояния синапса в стабильное или регрессированное регулируются эпигенетически, т. е. общей активностью постсинаптической клетки, включая активность синапса.

Стабилизация рецепторного белка происходит под влиянием нейромедиатора и гипотетического фактора, который разрушает внесинаптические рецепторы, что ведет к регрессии нервных терминалей. Значительное увеличение количества межнейронных комбинаций, способных к избирательной стабилизации, обусловлено пролиферацией нервных окончаний в период обучения и последующим их развитием.

Вариабельность транскрибируемой информации, содержащейся в нейронах, может, по мнению В. А. Березина (1977), получить фенотипическое выражение в особенностях молекулярных структур многочисленных синапсов на теле и дендритах определенного нейрона или глиальных элементов, а также в особенностях специализации рецепторов постсинаптических мембран.

Кроме того, ген функционирует как матрица специфических белков и ферментов, детерминирующих, в свою очередь, синтез определенных гормонов, нейромедиаторов и полипептидов.

Большая или меньшая скорость нервных процессов, их сила, разная степень возбудимости определяется состоянием гормональной системы, и во многом обусловлены наследственными факторами. Известно много факторов, свидетельствующих о том, что гормоны вызывают активацию генов (их транскрипцию) в органах, которым адресовано их действие [Строев Е. А., 1975; De Groot L. J. et al., 1977], изменяют спектр изоферментов. В качестве примеров можно привести стимуляцию синтеза РНК в симпатических нейронах крыс под влиянием кортизона и при введении адреналина в нейроны больших полушарий и гипоталамуса [Корочкин Л. И., 1977]. Половые гормоны и кортикостероиды существенно ускоряют также дифференцировку нервных элементов.

Вероятным механизмом такого неспецифического воздействия гормонов на активность генов может быть ослабление связей ДНК с гистонами.

«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев



Ранее мы указывали, что в возникновении постсинаптического потенциала нейрона и транссинаптической индукции синтеза ферментов значительная роль принадлежит цАМФ и усилению фосфорилирования мембранных, синаптических и ядерных белков в ходе обучения. Эти изменения сохраняются в течение длительного времени после прекращения стимуляции. Так, кратковременное помещение крыс или мышей в новую среду сопровождается усилением фосфорилирования белков в синаптических мембранах…

Процесс возбуждения

Элементарной функцией нейронов является процесс возбуждения, который выражается в снижении мембранного и возникновении спайкового потенциала действия в области аксонного холмика. Спайковый разряд является ответом, регистрируемым на выходе нейрона, на приходящий к нему сигнал, являющийся суммой генераторных постсинаптических потенциалов (де- и гипер-поляризующих). Отсюда следует, что нейрон активируется специфическим паттерном синаптических влияний, роль которых состоит в интенсификации…

Выяснение возможных механизмов формирования и хранения энграмм

Наши исследования, направленные на выяснение возможных механизмов формирования и хранения энграмм, позволяют высказать ряд аргументов в пользу синаптомембранных механизмов как единой основы кратковременной и долговременной памяти [Бородкин Ю. С, 1976; Бородкин Ю. С. и др., 1976; Бородкин Ю. С. и Крауз В. А., 1978; Смирнов В. М. и Бородкин Ю. С, 1979; Бородкин Ю. С….

Препараты, имитирующие действие медиаторов

Препараты, имитирующие действие медиаторов, прямо или через посредство соответствующего нейромедиатора вступающие в связь с макромолекулами белка рецептора и вызывающие конформационные перемещения последних, ускоряют процесс фиксации и консолидации следа вырабатываемого навыка. При условии длительного повторяющегося возбуждения (процесс обучения) как в отдельном нейроне, так и в нейронном ансамбле в целом наблюдается ряд последовательных метаболических превращений в органных…

Ранее мы указывали на присутствие специфических для синапсов и глиальных клеток белков-антигенов клеточной поверхности, функция которых связана с формированием специфических аксодендритических и аксосоматических контактов в синаптогенезе. Чрезвычайная специфичность пептидного состава характеризует и рецепторные белки постсинаптических мембран, которые определяют избирательный характер взаимодействия их с нейромедиаторами и пептидными гормонами. Большинство рецепторных белков являются регуляторными, состоят из нескольких…