НОВОСТИ   БИБЛИОТЕКА   ЭКЗАМЕН ПО АНАТОМИИ   ЭКЗАМЕН ПО ПАТОЛОГИИ   О САЙТЕ  





22.01.2018

В нейронах обнаружили «наноантенны» и «оптоволокно»

Междисциплинарной команде учёных из Италии удалось сформулировать новую гипотезу, объясняющую механизм нейротрансмиссии (передачи нервного импульса по аксонам, длинным «хвостам» нейронов). По мнению авторов исследования, важную роль в этом процессе играет высвобождение и передача фотонов инфракрасной и видимой части спектра.

Схема «наноантенны» в перехвате Ранвье
Схема «наноантенны» в перехвате Ранвье

Результаты работы опубликованы в издании Scientific Reports.

Согласно широко известной теории, за создание которой сэр Эндрю Хаксли (Andrew Huxley) был удостоен Нобелевской премии, нейротрансмиссия осуществляется при помощи последовательной активации специальных ионных каналов, расположенных в мембранах аксонов. Некоторые аксоны покрыты липидным «чехлом» из миелина, причём в некоторых местах слой миелина прерывается, образуя так называемые перехваты Ранвье. Миелиновый слой формируется так называемыми шванновскими клетками, или леммоцитами. Скорость передачи нервного импульса в миелинизированных волокнах гораздо выше, чем в безмиелиновых. В действительности импульс как бы «перепрыгивает» от одного перехвата Ранвье к другому, реализуя принцип «скачущей проводимости».

Шванновские клетки (леммоциты) — вспомогательные клетки нервной ткани, которые формируются вдоль аксонов периферических нервных волокон. Создают, а иногда и разрушают, электроизолирующую миелиновую оболочку нейронов. Выполняют опорную (поддерживают аксон) и трофическую (питают тело нейрона) функции. Описаны немецким физиологом Теодором Шванном в 1838 году и названы в его честь.

В рамках нового исследования описывается модель, согласно которой информация передаётся по нервным волокнам при помощи электромагнитного излучения, используя видимую и инфракрасную части спектра. Несмотря на то, что «фотонный транспорт» сигнала в нервных волокнах подтверждён экспериментально, гипотез, описывающих источник этого излучения, ранее не было.

Авторы работы продемонстрировали, что специфическое расположение ионных каналов в перехватах Ранвье превращает их в наноантенны, способные излучать электромагнитные волны в видимом и инфракрасном спектрах.

Пространственная конфигурация этих ионных каналов позволяет испускать максимально концентрированное излучение по направлению к миелинизированному сегменту, играющему роль оптоволокна.

Новая концепция, согласно которой источником фотонов, перемещающихся по аксонам, являются ионные каналы в перехватах Ранвье, привела к интеграции ранее существовавшей «электрической» теории нейротрансмиссии с новыми «электромагнитными» механизмами.

Кроме того, авторы полагают, что новая парадигма может быть объяснена с эволюционной точки зрения. Во-первых, оптическая передача сигнала позволяет транслировать больше информации, нежели электрическая — это утверждение легко проверить, сравнив передачу данных по медным телефонным кабелям и по оптоволокну. А значит, оптическая нейротрансмиссия может, наряду с другими известными факторами, объяснить громадный эволюционный скачок по направлению к формированию сложно организованного интеллекта. Во-вторых, новая гипотеза хорошо описывает сосуществование двух (электрического и электромагнитного) способов передачи информации в нервной системе. Ещё Дарвин утверждал (а учёные-эволюционисты впоследствии подтвердили), что такая ситуация нередко встречается в природе.

Новая гипотеза требует дополнительного экспериментального подтверждения. Теоретически, в будущем она может помочь разобраться с такими сложными механизмами, как сознание, воля и память.

Интересно в новой работе и то, что природа эффективно использовала «антенны» и «оптоволокно» задолго до того, как человеческий интеллект изобрёл их и применил их в телекоммуникациях.

Анна Керман


Источники:

  1. 22century.ru

Загрузка...






Десять функций тела, которые человек не может контролировать

В организме человека функционируют «клеточные часы», которые активируют работу иммунной системы

У морских народов баджо впервые найдены генетические адаптации к нырянию

Неандерталец дышал носом вдвое эффективнее, чем сапиенс

Ученые объяснили, почему пальцы хрустят

Учёные обнаружили у человека ранее неизвестный орган

Изучение древних черепов показало, что важен не только размер мозга, но и его форма

Определен механизм попадания воды из крови в мозг

В костях ног найден сенсор лишнего веса

Нейронаука в ожидании краниопагов - о девочках-близняшках, у которых - мозг одной сестры соединен с мозгом другой

Нобелевскую премию по медицине дали за изучение «биологических часов» тела

IBM начала исследование человеческого микробиома и его влияния на здоровье

Топ-10 недостатков конструкции человеческого тела

Классическое представление о работе нейронов мозга оказалось ошибочным

Как нейробиологи-«революционеры» опровергали догму, гласившую, что нервные клетки не восстанавливаются

Тестостерон защищает мужчин от астмы

Зачем неврологам большие данные

У эмбрионов нашли иммунную систему

У человека 'включена' только четверть генов

Ученые оценили вкус воды как новый шестой вкус

Плотность серого вещества в мозге увеличивается с возрастом

Открыли две новые группы крови

Легкие играют роль в кроветворении




loading...




© Злыгостев Алексей Сергеевич, 2011-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://anfiz.ru/ 'AnFiz.ru: Анатомия и физиология человека'