Роман Борисюк из Института математических проблем биологии РАН и его коллеги из Великобритании построили компьютерную модель роста и взаимодействия аксонов, нервных отростков, в спинном мозге головастика.
Модель позволяет исследовать, как взаимодействующие аксоны образуют пучки и как это влияет на структуру связей между нервными клетками, управляющую плаванием головастика. Эти результаты могут быть полезны для понимания принципов регенерации поврежденных аксонов спинного мозга и стратегии лечения при нарушении движений. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
В настоящее время изучение работы мозга является одной из ключевых задач мировой науки. Несмотря на значительные финансовые ресурсы, выделяемые на поддержание большого числа научных проектов, прогресс в изучении мозга весьма скромный. Одним из основных препятствий является трудность в исследовании структуры связей между областями мозга и отдельными клетками (нейронами).
Это связано с тем, что синапсов, – мест контакта, где происходит передача информации от одного нейрона к другому, ‑ много, а размеры их очень малы. Увидеть синапсы и измерить их параметры достаточно сложно, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.
Математики в сотрудничестве с нейробиологами придумали метод, который позволяет на виртуальной модели детально изучить как образуются связи между нейронами. В качестве объекта был выбран хорошо изученный нейрофизиологами двухдневный головастик лягушки Xenopus. Построенная на компьютере структура межнейронных связей после запуска в нее электрической активности воспроизвела режим плавания, являющийся основной поведения головастика. Но на этом исследователи не остановились. Они решили воспроизвести в модели недавно открытое биологами свойство аксонов, отростков нервных клеток по которым идут импульсы, притягиваться друг к другу или отталкиваться. Из экспериментов известно, что имеются так называемые "пионеры", ‑ аксоны, которые прорастают первыми, а за ними уже начинают расти все последующие. Пионеры как бы притягивают к себе другие аксоны, расположенные с ними по соседству.
Таким образом образуются пучки волокон. Даже слабое притяжение аксонов приводит к образованию подобных пучков. Новая модель воспроизводила этот процесс. И оказалось, что способность плавания головастика в модели, в которой аксоны растут, взаимодействуя друг с другом, проявляется значительно лучше. Образование пучков аксонов делает функциональные свойства модели, в данном случае способность к плаванию, более устойчивыми к возможным повреждениям. Такие детали полезны для понимания принципов регенерации поврежденных аксонов спинного мозга у человека и стратегии лечения при нарушении движений.
Почему во время пандемии COVID-19 в Индии появился смертельный «черный грибок»
Когда в начале 2021 года по Индии прокатилась вторая волна COVID-19, за ней последовали десятки тысяч случаев другого, более смертельного заболевания: мукормикоза, грибковой инфекции, которая может вызывать почернение кожи и…
«Мусорная» ДНК скрывает механизмы, способствующие развитию болезни Альцгеймера
«Переключатели» в нашей ДНК, влияющие на активность генов в клетках, могут иметь решающее значение для понимания и, возможно, лечения болезни Альцгеймера, поскольку исследователи выявили более 150 управляющих сигналов в специализированных…
Расшифрован механизм, позволяющий раку молочной железы метастазировать в мозг
Масштабное международное исследование, проведенное учеными из факультета медицинских и медико-санитарных наук имени Грея Тель-Авивского университета, выявило механизм, позволяющий раку молочной железы метастазировать в мозг — крайне опасное явление, для которого…
МО: за ночь над регионами России сбили 59 украинских БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили в течение ночи 59 украинских БПЛА над регионами РФ. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными средствами ПВО перехвачены и…
В России в 2025 году за коррупцию осудили более 11 тысяч человек
Более 11 тыс. человек были осуждены в России в 2025 году за коррупционные преступления, в том числе более 7,7 тыс. - за получение и дачу взяток. Об этом сообщили ТАСС…
В Гренландии призвали США прекратить «пренебрежительное отношение» к острову
Лидеры пяти гренландских партий выступили с совместным заявлением по поводу призывов президента США Дональда Трампа к присоединению острова. В опубликованном на странице правительства документе Йенс Фредерик Нильсен (партия "Демократы"), Пеле…
Не нужно бояться империй
Пока Россия не вернет себе статус империи, страшный призрак ленинского «империализма» по-прежнему бу...
Массовое вымирание проложило путь к Эпохе Рыб
Примерно 445 миллионов лет назад наша планета полностью изменилась. Над суперконтинентом Гондвана об...
- Тебе, наверное, больше сорока?
- С чего ты взял?
- Пишешь без ошибок. Чувствуется Советская школа.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".