Astronomijos ir astronautikos naujienos - Vilniaus universitetas

aksonø kryptingo augimo nustatymas; treèia,tam tikrø sinapsiniø ryðiø sudarymas;ir ketvirta, ryðiø keitimas per tam tikrø aksonø,sinapsiø ir neuronø panaikinimà.Neuroniniø làsteliø ávairovë siekia ðimtustipø. O tai gerokai virðija visø kitø organøir audiniø làsteliø ávairovæ. Tokia gausybëpasiekiama bendru ávairiø faktoriøveikimu. Tai làsteliø pavirðiuje esanèios arbajø iðskiriamos molekulës. Daþniausiaijas turi vadinamieji organizaciniai centrai.Tokie centrai, tiksliau jø iðskiriamos molekulës,turi átakos kaimyniniø làsteliø diferenciacijoskeliams – ájungia genus, kurienulemia bûsimàsias làstelës savybes.Làsteliø vystymosi tyrimai taip pat apimasvarbià sritá – làsteliø mirties tyrimus.Daugybë làsteliø (neuronø ir kitø) embrionuiaugant yra paðalinamos. Pavyzdþiui,beveik pusë viðèiuko nugaros smegenømotoriniø neuronø embrionui vystantismirðta. Ðis neuronø perteklinës produkcijosreiðkinys ir skaièiaus reguliavimasper neuronø mirtá yra bûdingas beveikvisoms neuronø populiacijoms ir periferinëje,ir centrinëje nervø sistemoje.Kaip jau esame minëjæ, nuo pat tyrimøpradþios buvo gan aiðku, kad neuronailabai selektyviai ir pakankamai atkartojamaiformuoja ryðius su kitais neuronais.Buvo bandyta ieðkoti to prieþasèiø.60-aisiais R.Sperry suformulavo chemoafiniðkumohipotezæ: labiausiai tikëtinasselektyvumo paaiðkinimas yra tas,kad jungèiø formavimosi tikslumas pasiekiamaspre- ir posinapsiniø neuroniniøcheminiø þymiø sutapimu. 70-aisiaisjau buvo daug tokio selektyvaus ir iðmokimosàlygoto aksonø augimo ir sinapsiøformavimo árodymø. Bandymai supaprastintiðiuos sudëtingus mechanizmuslëmë veiksniø, kurie valdo aksonøaugimà, suskirstymà á tuos, kurie veikiailgais nuotoliais (pvz., difuziðkai sklindanèiømedþiagø iðskyrimas), ir tuos, kurieveikia trumpais nuotoliais per pavirðiausar làstelës matrikso faktorius. Jau yraidentifikuota daug cheminiø junginiø, dalyvaujanèiøðiuose procesuose.Kai neurono atauga atkeliauja á savogalutinæ buvimo vietà, augimo pumpurëliaituri „parodyti“ làstelæ – taikiná, su kuriabus formuojami ir palaikomi funkciniai ryðiai.Deja, þinios apie ðio labai svarbausneuroniniø srièiø funkcionavimo aspektomolekuliná pagrindà yra labai skurdþios.Manoma, kad evoliuciðkai senesnës, vystantisanksèiau atsirandanèios sritys (pvz.,nugarinio monosinapsinio tempimo refleksosritis) formuojasi dominuojant nuo aktyvumonepriklausomam keliui. Prieðingai,labiau specifinës sritys, atsakanèios uþ paþintinësinformacijos apdorojimà, kuriosatsiranda vëliau evoliucijos ir vystymosi eigoje,reikalauja funkcinio patikrinimo, kadbûtø sukurta sudëtinga ryðiø sistema. Taipposinapsiniø neuronø aktyvumo lygis veikiapresinapsiniø neuronø augimo ir ðakojimosilygá.Kaip buvo pasakyta, pavieniai neuronaismegenyse veikia specializuotosegrupëse arba sistemose, kuriø kiekvienaturi savità funkcijà. Sistemø neuromokslasyra neuroniniø sistemø tyrimo sritis. Tiriamossistemos, dalyvaujanèios regëjimo,atminties, kalbos procesuose, tai yrasistemos, gaunanèios ir apdorojanèios informacijàapie iðorinæ ir vidinæ aplinkà.Þmoguje ðios sistemos turi tiesioginá priëjimàprie sàmonës. Tyrimø metu ypatingasdëmesys yra kreipiamas á neuroniniøstruktûrø ir ávykiø hierarchijà informacijosapdorojimo procesuose: kaip informacijayra koduojama (jutimas), interpretuojamair perduoda prasmæ (suvokimas), kaipji saugoma ir keièiama (mokymasis ir atmintis),kaip informacija panaudojama ateitiesnumatymui ir elgesio pasekmiø ávertinimui(sprendimo priëmimas, emocijos),kaip ji panaudojama elgesio nukreipimui(motorinë kontrolë) bei bendravimui sugentainiais. Neuromokslø tikslas – surastibendrus principus, kurie, remiantis sukauptaisduomenimis, apraðytø ir leistønumatyti, kaip neuroninës sistemos interpretuojair generuoja atitinkamus atsakus.Ðiam tikslui pasiekti yra naudojami ávairûslàsteliø daþymo metodai, elektrofiziologiniai,psichofizikiniai, funkciniai neurovizualiniaimetodai bei kompiuterinio modeliavimogalimybës.Istoriðkai susiklostë taip, kad regossistema yra labiausiai iðtirta. Tai lëmë duankstyvieji laimëjimai. Pirmasis buvo Hermannovon Helmholzo ir WilhelmoWundto bandymas suprasti, kaip skirtingiregimieji stimulai sukelia skirtingus subjektyviuspojûèius. Jiems pavyko atskirtikiekybinius regimosios patirties elementus– spalvà, ðviesos ryðkumà, judesá, atstumà.Antrasis buvo Hermanno Munkoir Edwardo Schaferio sëkmë nustatantsmegenø sritis, svarbias regimosios informacijosapdorojimui – pakauðinæ smegenøþievës sritá.30-aisiais Keeferis Hartline’as panaudojoelektrofiziologiná vieno neurono registravimometodà ir nustatë, kad regimosiossistemos neuronai dalijasi informacijaapie erdviná stimulo iðsidëstymà.Be to, jis parodë, kad egzistuoja tam tikraregimosios erdvës vieta, kurià Hartlinepavadino recepciniu lauku. Anatomiðkairecepcinis laukas yra visi receptoriaiir kitos làstelës, kurios sàveikauja ir keièiatiriamojo neurono veikimo potencialøgeneravimà.D.Hubelio ir T.Wieselio tyrimai parodë,kad regimosios þievës neuronø atsakøsavybës yra daug sudëtingesnësnei tinklainës ganglijiniø làsteliø. Taip patnustatyta, kad ðios làstelës yra labai iðrankios:tam tikra làstelë reaguoja tik á tamtikros formos, krypties, intensyvumo stimulà.Tai paaiðkina, kodël þievës normaliamfunkcionavimui yra svarbi làsteliøgausybë. Taigi svarbi regos sistemoscharakteristika yra ta, kad joje yra daugybëhierarchiðkai iðsidësèiusiø informacijosapdorojimo lygiø.Be hierarchijos regos sistemos, egzistuojair lygiagreèiai organizuoti informacijosapdorojimo srautai. VernonasMountcastle’as 1950 m. nustatë, kadsmegenø þievë anatomiðkai yra sudarytaið kolonëliø pavidalo struktûrø. D.Hubelisir T.Wieselis nustatë, kad pirminëregimoji sritis yra suskirstyta á siaurø vertikaliøkolonëliø serijà. Jos yra 100–200mm skersmens ir eina nuo þievës pavirðiausiki pat baltosios medþiagos. Kolonëlëjelàstelës turi panaðiø recepciniølaukø savybiø. Manoma, kad kolonëlësyra elementarûs þievës organizacijos vienetai,skirti làstelëms sujungti tam tikrubûdu, kad bûtø garantuotos optimaliosinformacijos perdavimo aukðtesniemscentrams sàlygos.Kaip matëme, regos sistema naudojasitokia reprezentacine strategija, kai áeinantyssignalai paskirstomi tarp daugybësneuronø ir kiekvienas ið jø perduodatik maþytæ visos informacijos dalá. Kylaklausimas, kaipgi visa ta informacijagaliausiai yra sujungiama á visumà? Ðisklausimas neuromoksluose turi suriðimo(binding) problemos pavadinimà. Yrapriimti du bûdai jam spræsti: pirmasis –paremtas neuronine erdve, o antrasis –laiku. Neuroninëje erdvëje, manoma,neuronai selektyviai jungiasi ir perduodainformacijà hierarchijos laipteliais. Bettokiu atveju yra per maþai CNS làsteliøsudëtingiems vaizdams suvokti. Kita galimybëyra ta, kad sujungimas vyksta neerdvëje, bet laike. Donaldas Hebbas pasiûlëlàsteliø ansambliø hipotezæ. Pagrindinishipotezës teiginys – viena làstelëpriklauso daugeliui ansambliø ir priklausomainuo sàlygø làstelë, atsakanti uþjudesio informacijos perdavimà, vienumetu gali jungtis su uþ þalios spalvos suvokimàatsakanèia làstele, o kitu – uþ raudonosspalvos suvokimà atsakanèia làstele.Taèiau kaip tai padaroma nëra aiðku.Manoma, kad laikinë neuroniniø signaløgeneravimo sinchronizacija gali bûtiatsakinga uþ suriðimà.Galiausiai, kai aukðtesniuose centruoseinformacija sujungiama á visumà, sukuriamasàmonë – didþiausia neiðspræstaproblema. Ðios problemos sprendimasreikalauja dvejopo poþiûrio: ið sensoriniopasaulio supratimo ir ið valios – sàmoningosminèiø ir jausmø kontrolës.14 Mokslas ir gyvenimas 2006 Nr. 3