0
7541
Газета Печатная версия

22.06.2021 18:47:00

Нервный «элемент» внутреннего уха

Точная механика имеет значение даже в самых тонких нервных процессах

Тэги: анатомия, биология, нервные процессы


анатомия, биология, нервные процессы Рука робота, удерживающая предмет. Фото Physorg

Более полувека назад англичанин Энтони Бёрджес поразил мир своим романом «Заводной апельсин». Автор сравнивал своего антигероя с часами. Возможно, Бёрджес что-то слышал о работе своих соотечественников А. Ходжкина и А. Хаксли, которые через год после выхода в свет книги получили Нобелевскую премию 1963 года за раскрытие механизма прохождения электрического импульса по аксону нейрона (длинному отростку, по которому сигнал идет от тела клетки к тем же мышцам).

Суть открытия, сделанного инженерами, в войну работавшими на флоте его величества, заключалась в том, что прохождение электрического импульса сопровождается транспортом ионов сквозь клеточную мембрану. Естественно, что ионный трафик требует энергии, поэтому после сигнала нейрон некоторое время пребывает в рефрактерном, или бездеятельном, состоянии.

Принцип работы нервных клеток, в общем-то, един: клетка получает сенсорные сигналы, перерабатывает их, после чего генерирует собственный импульс, уходящий по аксону к синапсу, или точке межклеточной коммуникации. Но дальше начинаются особенности нервных клеток, специализирующихся на разных видах восприятия. Одни из них «ощущают» запахи и вкусы, другие реагируют на фотоны света, генерируя оптические импульсы, уходящие по зрительному нерву в мозг, третьи же реагируют на механическое раздражение давления и прикосновения, что лежит в основе тактильной чувствительности.

К последним можно отнести и слуховые нейроны, также генерирующие нервные импульсы в ответ на механическое раздражение чувствительных волосков клеток, создаваемое волнами эндолимфы. Она заполняет спиральный канал, который похож на раковину улиток, благодаря чему нервный «элемент» внутреннего уха получил свое название.

9-14-4480.jpg
Внутренняя клетка и три наружные (a);
соприкосновение клеток с текториальной
мембраной (показано голубым цветом) (b). 
Иллюстрации Physorg
Поначалу было открыто, что проходить сквозь мембрану нейрона могут ионы калия и натрия. Но потом было выяснено, что «задолго» до начала трафика этих ионов, знаменующего собой генерацию импульса, в тело нервной клетки устремляются ионы кальция, без которых невозможно начало нервного возбуждения. Неудивительно поэтому, что в университете шведского города Линчепинга обратили внимание на кальций, поступающий в слуховые нейроны внутреннего уха морских свинок. К слову, этот орган у морских свинок во многом схож с таковым у человека. Об этом исследовании пишет журнал Nature.

О внутренних и наружных волосковидных клетках внутреннего уха известно очень давно благодаря исследованиям с помощью электронного микроскопа. Но шведы обращают внимание коллег на то, что при подготовке препарата для электронного исследования нависающая над чувствительными волосками слуховых нейронов текториальная (кроющая) мембрана (ТМ) усыхает в размерах и теряет свою форму. Это делает понимание механической чувствительности с последующей генерацией слухового сигнала невозможным.

В Линчепинге обратили внимание на то, что ТМ прекрасно отражает зеленый свет, благодаря чему стало возможным исследование клеточных процессов. На протяжении полувека считалось, что с кроющей мембраной соприкасаются только волоски наружных слуховых нейронов. Однако шведы доказали, что в контакте с ней участвуют и внутренние. Теперь они работают над выявлением протеинов, участвующих в трафике кальциевых ионов, и полагают, что изучение механосенсорики нейронов внутреннего уха поможет дальнейшему усовершенствованию кохлеарных – улитковых – имплантов для слабо и вообще не слышащих людей.

Авторы обращают внимание и на «древность» слуховой нейросети, что облегчает ее исследование и моделирование. Последнее может оказаться весьма полезным при разработке роботов, механическая рука которых должна иметь надежную обратную связь с их «мозгом». Так, в Йельском университете (США) манипулятор робота научили держать и манипулировать между «большим» (Thumb) и «указательным» пальцами (Index) предметом неправильной формы и даже кубиком Рубика. 


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


На дне океана обитают существа, которые останутся, даже если на поверхности планеты жизнь исчезнет

На дне океана обитают существа, которые останутся, даже если на поверхности планеты жизнь исчезнет

Иван Сапрыкин

Океанология – технологичная наука

0
9838
От боли до стресса – несколько молекул

От боли до стресса – несколько молекул

Игорь Лалаянц

Причина неэффективности лекарств при нейровоспалении стала более понятна

0
9408
Взгляд на мир глазами котов и мышей

Взгляд на мир глазами котов и мышей

Игорь Лалаянц

Биологи проследили приключения фотона, попавшего на сетчатку глаза

0
9464
Зоопарк на поверхности кожи

Зоопарк на поверхности кожи

Игорь Лалаянц

Микробиология самого большого органа человеческого организма преподнесла сюрприз исследователям

0
9422

Другие новости