Клеточная нейробиология

  • Ca2+ -активированные калиевые каналы KCa3.1 способствуют медленной постгиперполяризации в пирамидных нейронах неокортекса L5

    Известно, что пирамидные нейроны неокортикального слоя 5 демонстрируют медленную Ca2+ -зависимую постгиперполяризацию (sAHP) после всплесков спайков, аналогичную той, что происходит в клетках гиппокампа CA1. Однако механизмы sAHP в неокортексе остаются плохо изученными. Сотрудники Лаборатории клеточной нейробиологии обучения идентифицировали Ca2+ -зависимые калиевые каналы KCa3.1 как вкладчики в sAHP в ER81-положительных пирамидных нейронах неокортекса. Более того, проведённые ими эксперименты убедительно подтверждают, что взаимосвязь между sAHP и KCa3.1 каналами в механизме обратной связи лежит в основе адаптации частоты пиков пирамидных нейронов слоя 5. Исследователи продемонстрировали взаимосвязь между каналами KCa3.1 и sAHP с использованием нескольких параллельных методов: электрофизиологии, фармакологии, иммуногистохимии и фотоактивируемых зондов. Их эксперименты показали, что иммунофлуоресценция ER81 в слое 5 совместно локализована с иммунофлуоресценцией KCa3.1 в соме. Нацеленное раскрытие Ca2+ подтвердило две основные особенности каналов KCa3.1: предпочтительную соматодендритную локализацию и управляемое Ca2+ гейтирование. Кроме того, как sAHP, так и медленный гиперполяризующий ток, индуцированный Ca2+, были чувствительны к TRAM-34, селективному блокатору каналов KCa3.1.

  • Трансляционное исследование острой травмы головного мозга: высокая частота эпилептиформной активности на электрокортикограммах человека и крысы и гистологические корреляты у крыс

    У людей ранняя патологическая активность на инвазивных электрокортикограммах (ЭКоГ) и ее предполагаемая связь с патоморфологией в раннем периоде черепно-мозговой травмы (ЧМТ) остаются неясными. Наши сотрудники из Лаборатории функциональной биохимии нервной системы оценивали патологическую активность на электроэнцефалограммах (ЭЭГ) и ЭКоГ у пациентов с острой ЧМТ, ранние электрофизиологические изменения после латеральной жидкостной перкуссионной травмы головного мозга (ППН) и электрофизиологические корреляты повреждения гиппокампа (микроглиоз и потеря нейронов) через неделю после ЧМТ. у крыс. Они установили, что эпилептиформная активность на ЭКоГ была очевидна у 86% пациентов в остром периоде ЧМТ, ЭКоГ были более чувствительны к эпилептиформным и периодическим разрядам. «Щеткообразный» рисунок ЭКоГ, наложенный на ритмическую дельта-активность и периодические выделения, был впервые описан при острой ЧМТ. У крыс FPI увеличивал частоту высокоамплитудных спайков в неокортексе и, что наиболее выражено, в ипсилатеральном гиппокампе, индуцировал гиппокампальный микроглиоз и потерю нейронов, причем ипсилатеральная зубчатая извилина была наиболее уязвимой через неделю после TBI. Частота возникновения эпилептиформных спайков коррелировала с плотностью микроглиальных клеток и потерей нейронов в ипсилатеральном гиппокампе. На основании этого они пришли к выводу, что эпилептиформная активность часто встречается в остром периоде ЧМТ и на микроскопическом уровне связана с отдаленным повреждением гиппокампа. Это повреждение, вероятно, связано с поздними последствиями ЧМТ. Модель FPI подходит для изучения патогенетических механизмов посттравматических расстройств.

  • Потенциалы действия натрия в плакозоа и их роль в поведенческой интеграции и эволюции лишенных нервов животных

    Плакозоа - это маленькие дискообразные животные, представляющие простейшую из известных, возможно, предков, организацию свободноживущих животных. Имея всего шесть морфологически различных типов клеток, без каких-либо распознаваемых нейронов или мышц, плакозои проявляют быстрые эффекторные реакции и сложное поведение. Однако об электрогенных механизмах у этих животных известно немного. Здесь мы показали наличие быстрых потенциалов действия у четырех видов плакозоа (Trichoplax adhaerens [гаплотип H1], Trichoplax sp. [H2], Hoilungia hongkongensis [H13] и Hoilungia sp. [H4]). Эти потенциалы действия зависят от натрия и могут быть индуцируемыми. Молекулярный анализ предполагает наличие 5-7 различных типов потенциалзависимых натриевых каналов, которые показали значительное эволюционное излучение по сравнению со многими другими многоклеточными животными. Такое неожиданное разнообразие натриевых каналов в ветвях ранних многоклеточных животных отражает как события дупликации, так и параллельную эволюцию уникальной поведенческой интеграции у этих лишенных нервов животных.