Astronomijos ir astronautikos naujienos - Vilniaus universitetas

paslaptisnervø sistemosdalieslàstelinius tyrimus.Tai jisatrado, kad visineuronainaudoja konservatyvøinformacijosperdavimomechanizmà – veikimopotencialà.Adriano tyrimuosetai buvo didelis, „viskasarba nieko“ principu paremtas regeneruojantiselektrinis reiðkinys, kuris sklisdavonuo aksoninio kalnelio iki tolimiausiøneurono ataugø ir buvo bûdingas skirtingiemsneuronø tipams. Taip Adrianasparodë, kad funkcijà lemia neuroninë sritis,kuriai priklauso neuronas, o ne jo signaløypatybës. Langley savo tyrimø metunustatë, kad bendravimas tarp neuronø– sinapsinis perdavimas – yra cheminësprigimties. Tokiu bûdu Cajal, Sherringtono,Adriano ir Langley darbai padëjo pagrindàXX a. antrojoje pusëje biofizikiniams,o vëliau ir molekuliniams, signaløperdavimo nervø sistemoje tyrimams.1937 m. Alanas Hodgkinas nustatë,kad veikimo potencialas sukelia vietiniøsroviø tekëjimà, kuriø pakanka ðaliaesanèio membranos regiono depoliarizacijai– membranos pralaidumo pasikeitimuiir veikimo potencialo regeneravimui.Taip veikimo potencialas sklinda be nuostoliøiki pat neurono terminalës. O tai reiðkia,kad veikimo potencialas atspindi joninessroves. Ir jos teka per membranojeesanèias poras (kaip vëliau nustatyta– kanalus). Tuo remdamiesi, A.Hodgkinas,Andrew Huxley ir Bernhardas Katzasiðkëlë joninæ hipotezæ apie skirtingøkanalø, selektyviai praleidþianèiø tam tikrusjonus, sàveikà veikimo potencialo generavimometu. Minëtoji joninë hipotezëturi neuronø làstelës biologijai tokià patsvarbà, kaip DNR struktûra visai likusiaibiologijai. Stiprioji ðios hipotezës vieta –bendrumas ir galimybë numatyti. Pirmiejiiðaiðkinti poros prigimtá pabandë BertilisHille’as ir Clazas Amstrongas. Naudojantávairias organines medþiagas jiems pavykonumatyti kanalø formà ir dydá. Tapoaišku, kad kanalai turi specifinæ vietà –selektyvumo filtrà, kuris lemia, kokius jonuskanalas praleidþia.Pirmasis jonø kanalas, kurio struktûrabuvo nustatyta rentgenostruktûrinësanalizës bûdu, yra bakterijø kalio kanalas,vadinamas KcsA.Kiek vëliau tapo aiðku, kad sinapsiniaireceptoriai neurotransmiteriams taippat yra jonø kanalai. Dabar jau yra daugþinoma apie neurotransmiterio jungimàsiprie receptoriaus, kanalo atidarymo iruþsidarymo mechanizmus, kanalø genetinesdeterminantes. Buvo nustatyta, kadreceptoriai skiriasi pagal savo veikimopobûdá: jonotropiniai receptoriai tiesiogiaiatidaro kanalus (veikia greitai), o metabotropiniaiveikia per tarpininkus (lëtai).Apibendrintai galima pasakyti, joggreiti sinapsiniai atsakai yra svarbûs elgesiui,tuo tarpu lëti sinapsiniai atsakaidaþniausiai turi moduliuojanèiø savybiøir veikia reguliuojant elgesio stiprumà, formà,trukmæ.1957 m. Erwinas Furshpanas ir DavidasPotteris nustatë, kad egzistuoja elektrinëssinapsës, o Michaelis Bennetas árodë,kad jos yra plaèiai paplitusios tarp bestuburiøir stuburiniø gyvûnø. Taigi dabarneurobiologai pripaþásta esant du sinapsinioperdavimo bûdus: elektriná, kai srovësteka per plyðinius kontaktus tarp presinapsinësir posinapsinës membranø (taiyra tiesiogiai ið vieno neurono á kità), ir cheminá,kai presinapsinë ir posinapsinëmembranos yra atskirtos sinapsiniu plyðiu,o tarpininkas – neurotransmiteris.Kaipgi vyksta toks cheminis sinapsinisperdavimas? Visu pirma, kaip nustatëB.Katzas, P.Fattas ir Jose’as del Castillo,neurotransmiteriai iðskiriami ne kaipviena molekulë, bet multimolekuliniaiskvantais. Nervo-raumens jungtyje kvantàsudaro apie 5000 neurotransmiterioacetilcholino molekuliø. Neurotransmiteriokvantai yra supakuoti á sinapsines pûsleles,kurios iðskiriamos egzocitozës bûduið presinapsinës terminalës ypatingojevietoje – aktyvioje zonoje. Aktyvi zonagali iðskirti vienà kvantà arba nieko.Pats iðskyrimas vyksta egzocitozësbûdu ir gali bûti suskirstytas á kelias stadijas:1) sinapsinës pûslelës transportasið saugojimo vietos á aktyvià zonà;2) pûslelës prisijungimas prie aktyvioszonos; 3) pûslelës membranos susiliejimassu plazmine membrana (vykstapadidëjus kalcio jonø kiekiui sinapsëje)ir neurotransmiterio iðsiskyrimas; 4) pûslelësmembranos perdirbimas po egzocitozës.Po iðskyrimo neurotransmiterispasiekia posinapsinio neurono membranojeesanèius receptorius, su jais susijungiair sukelia neurone ávairius virsmus.Beje, pirmoji medþiaga, identifikuotakaip neurotransmiteris, yra acetilcholinas.Vëliau identifikuoti serotoninas, noradrenalinas,dopaminas ir kiti. Thomas Hokfeltasir jo kolegø darbai parodë, kad maþibaltymai gali irgi veikti kaip neurotransmiteriai.Be to, jie gali bûti iðskiriami kartusu klasikiniais neurotransmiteriais ir keistijø veiklà.Taigi neuronai jungiasi per sinapses.Ir per jas perduoda informacijà vienas kitam.Ramon y Cajal buvo pirmasis iðkëlæsðiø ryðiø specifiðkumo klausimà: taimintis, kad neuronas nesudaro atsitiktiniøryðiø, bet vystydamasis formuoja specifiniusryðius su tam tikrais neuronais.Jis manë, kad protinë veikla skatina làstelësprotoplazminio aparato vystymàsibei ataugëliø (kolateraliø) augimà toje srityje,kuri yra naudojama. Alternatyvø paaiðkinimàpasiûlë Alexander Forbes: atmintissukuriama ne plastiniø pokyèiø,bet keièiant dinaminá aktyvumo lygá uþdarojesave þadinanèiø neuronø grandinëje.Jûros sraigës Aplysia tyrimai parodë,kad paprasèiausios mokymosi formos– pripratimas, sensitizacija ir klasikinissàlygojimas – sukelia ir funkcinius,ir struktûrinius specifiniø sensoriniø keliøpokyèius, kurie gali trukti iki keliø dienø.O tai jau yra atminties pagrindas.Beje, ðiuolaikinë paþintinë psichologijaatskleidë, kad atmintis nëra vientisa, betsudaryta tarsi ið dviejø dideliø daliø: deklaratyviosiosatminties ir nedeklaratyviosiosatminties. Deklaratyvioji atmintis yratai, kas plaèiai suprantama kaip atmintis.Tai sàmoningas atkûrimas: þmoniø, veidø,vietø, objektø. Ðiai atminèiai yra svarbismegenø struktûra, vadinama Amonoragu (hippocampus). Nedeklaratyvioji atmintis– tai pripratimas, sensitizacija, klasikinisir operantinis sàlygojimas – visa tai,kas atspindi nesàmoningà motoriniø ir jutiminiøágûdþiø bei strategijø atkûrimà.Tyrimais yra nustatyta, kad abi atmintiesformos turi dvi skirtingas laiko atþvilgiufazes: trumpalaikæ atmintá, trunkanèiàminutes, bei ilgalaikæ atmintá, kuri trunkadienas ir ilgiau. Ðitos fazës skiriasi netik pagal trukmæ, bet ir pagal molekuliniusmechanizmus: tik ilgalaikë atmintisreikalauja naujø baltymø sintezës. Tokiubûdu ilgalaikë atmintis átraukia genetiniusveiksnius.Smegenø funkcionavimas yra kompleksinisreiðkinys, átraukiantis individualiølàsteliø veiklà, paveldimus ypatumusir atskirø srièiø sàveikas. Bandymai paaiðkinti,kaip sudarytos neuroninës sritys,gali bûti suskirstyti á keturis etapus: pirma,skirtingø neuronø tipø iðskyrimas; antra,Mokslas ir gyvenimas 2006 Nr. 3 13