Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга




Скачать 28.87 Mb.
НазваниеВаллас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга
страница2/172
Дата20.09.2012
Размер28.87 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   172

Оглавление


Предисловие редакторов

русского перевода.................   13

Предисловие авторов

к русскому изданию...............    14

Раздел I

Введение 13

Глава   1. Принципы передачи

информации и структурная организация мозга..........   15

Взаимосвязи в простых нерпных системах (15). Сложные нейронные сети и высшие функции мозга (15).

§ 1. Строение сетчатки................     17

Образы и связи нейронов (17). Тело клетки, дендриты аксоны (18). Методы идентификации нейронов и прослеживание их связей (18). Ненервные элементы мозга (19). Группировка клеток в соответствии с функцией (20). Подтипы клеток и функция (20). Конвергенция и дивергенция связей (20).

§ 2. Сигналы нервных клеток...........    20

Классы электрических сигналов (21) Универсальность электрических сигналов (21). Техника записи сигналов от нейронов с помо шью электродов (22). Неинвазивные методы регистрации нейронной активности (23). Распределение локальных градуальных потенциалов и пассивные электрические свойства нейронов (23). Распространение изменений потенциала в биполярных клетках и фоторецепторах (24). Свойства потенциалов действия (24). Распространение ПД вдоль нервных волокон (25). ПД как нейронный кол (26). Синапсы: области межклеточной коммуникации (26). Химически опосредованная синаптическая передача (26). Возбуждение и торможение (27). Электрическая передача (28). Модуляция синаптической эффективности (29). Интегративные механизмы (29). Сложность информации, передаваемой потенциалами действия (30).

§ 3. Клеточная и молекулярная

биология нейронов...............    31

§4. Регуляция развития нервной системы   . .    32

§5. Регенерация нервной системы

после травмы...................    33

Выводы.......................    33

Цитированная литература...........    33

Раздел II

Передача информации

в нервной системе             34

Глава  2. Ионные каналы

и нейрональная сигнализация . .   34

§ I. Свойства ионных каналов..........    35

Клеточная мембрана нервной клетки (35). Как выглядят ионные каналы? (36). Избирательность каналов (36). Открытое и закрытое состояния (36). Способы активации (37).

§ 2. Измерение токов одиночного канала ... 38 Пэтч-кламп метод (38). Конфигурации пэтч--кламп метода (40). Внутриклеточная микроэлектродная регистрация (41). Внутриклеточная регистрация шума ионных каналов (41). Проводимость каналов (42). Проводимость и проницаемость (44). Равновесный потенциал (44). Уравнение Нернста (45). Движущая сила (46). Нелинейные отношения «ток--напряжение» (46). Проницаемость ионных каналов (46). Значение ионных каналов (47).

Выводы.......................    47

Рекомендуемая литература..........    48

Цитированная литература...........    48

Глава  3. Структура ионных каналов ....   49

§ 1. Никотиновый ацетилхолиновый

рецептор......................    50

Физические свойства АХР рецептора (50). Аминокислотная последовательностьсубъеди ниц АХР (51). Вторичная и третичная структура АХР (51). Структура и функция канала (53). Эмбриональный и взрослый типы АХР в мышце млекопитающих (54). Какие субъединицы АХР выстраивают пору? (54). Структура АХР с высоким разрешением (55). Открытое и закрытое состояния АХР (56). Разнообразие субъеди ниц нейронпльного АХР (56). Субъелиннчная композиция нейрональных АХР (56).

§ 2. Суперсемейства рецепторов.........    57

ГАМ К. глициновые и 5-НТ рецепторы (57). Ионная избирательность лиганд-активируемых ионных каналов (58).

§3. Потенциал-активируемые каналы.....    58

Потенииал-активируемые натриевые каналы (58). Аминокислотная последовательность и третичная структура натриевого канала (60). Потенинал-активируемые кальциевые каналы (60). Потенциал активируемые калиевые каналы (60). Сколько субъединиц в калиевом канале? (61). Строение поры потенциал-активируемых каналов (62). Анализ структуры калиевого канала с высоким разрешением (62).

§4. Другие каналы..................    64

6 Оглавление

Потенциал активируемые хлорные каналы (64). Калиевые каналы внутреннего выпрямления (64). АТФ активируемые каналы (64). Глутаматные рецепторы (65). Каналы, активируемые циклическими иуклеотидами (66).

§5. Разнообразие субъединиц...........    66

Заключение....................    67

Выводы.......................    67

Рекомендуемая литература..........    68

Цитированная литература...........    68

Глава  4. Транспорт через мембрану

клетки.................   70

§1. Натрий-калиевый обменный насос  ....     71 Биохимические   свойства    натрий-калиевой АТФазы (71). Экспериментальные доказательства электрогенности насоса (72)   Механизм переноса ионов (72).

§ 2. Кальциевые насосы...............    74

АТФазы эндоплазматического и саркоплазма тического ретикулумов (75). АТФазы плазматической мембраны (76).

§ 3. Натрий-кальциевый обменник.......    76

Транспортные системы натрий-кальциевого обмена (76). Реверсия направления работы NCX (77). Натрий-кальциевый обменник в палочках сетчатки (78).

§ 4. Хлорный транспорт...............    78

Хлор-бикарбонатный обменник (79). Калий--хлорный ко-транспорт (79). Транспорт хлора внутрь клетки (79)

§5. Транспорт нейромедиаторов.........    80

Транспорт в синаптичсские пузырьки (80). Механизм закачки медиатора в клетку (81).

§ 6. Молекулярная структура переносчиков   .    82 АТФазы (82). Натрий-кальциевые обменники (82). Переносчики других ионов (82). Молекулы переносчиков иейромелиаторов (82).

§ 7. Роль механизмов транспорта.........    84

Выводы.......................    84

Рекомендуемая литература..........    85

Цитированная литература...........    86

Глава 5. Ионные механизмы

потенциала покоя..........   88

§ 1. Идеальная клетка................    88

Ионное равновесие (89). Электрическая нейтральность (90). Влияние внеклеточного калия и хлора на мембранный потенциал (90).

§ 2. Мембранный потенциал

в аксоне кальмара................    92

Роль натриевой проницаемости (94). Уравнение постоянного поля (94). Потенциал покоя (96). Распределение хлора (97). Электрическая модель мембраны (97). Ожидаемые значения мембранного потенциала (97). Вклад натрий-калиевого насоса в мембранный потенциал (98). Ионные каналы, участвующие в формировании потенциала покоя (98).

§ 3. Изменения мембранного потенциала ...    99 Выводы.......................100

Рекомендуемая литература..........100

Цитированная литература...........   101

Глава  6. Ионные механизмы

потенциала действия........102

§ 1. Натриевые и калиевые токи.........   102

Какое количество ионов входит в клетку и выхолит из нее во время потенциала действия? (103). Положительная и отрицательная обратная связь во время изменений проводимости (104). Измерения проводимости (104). §2. Эксперименте фиксацией потенциала . . 105 Емкость и ток утечки (105). Токи ионов натрия и калия (105). Избирательные яды для натриевых и калиевых каналов (105). Зависимость ионных токов от мембранного потенциала (108). Инактивация натриевого тока (108). Натриевая и калиевая проводимость как функция потенциала (109). Количественное описание натриевой и калиевой проводимостей (ПО). Реконструкция потенциала действия (III). Порог и рефрактерный период (III). Токи воротного механизма (ИЗ). Активация и инактивация одиночных каналов (114). § 3. Молекулярные механизмы активации

и инактивации..................   115

Воротные механизмы потенциалзависимых каналов (115). Инактивация натриевого канала (117). Инактивация калиевого канала типа А (117). Кинетические модели активации и инактивации каналов (118). Свойства канала, связанные с потенциалом действия (119). Вклад открытых калиевых каналов в реполяризацию (120).

§4. Роль кальция в возбуждении клетки   ...   120 Кальциевые потенциалы действия (120). Ионы кальция и возбудимость (120).

Выводы.......................   122

Рекомендуемая литература..........122

Цитированная литература...........123

Глава 7. Нейроны как проводники

электричества  ............ 125

§ 1. Пассивные электрические свойства

нервных и мышечных мембран.......125

Кабельные свойства нервных и мышечных волокон (126). Ток в кабеле (126). Входное сопротивление и постоянная длины (127). Сопротивление мембраны и продольное сопротивление (127). Расчет сопротивления мембраны и внутреннего сопротивления (128). Удельное сопротивление (128). Влияние диаметра кабеля на его характеристики (129). Емкость мембраны (130). Постоянная времени (130). Емкость в кабеле (132).

§2. Распространение потенциала действия ..   133 Скорость проведения (134). Миелинизирован ные нервы и сальтаторная проводимость (134). Скорость проведения в миелинизированных волокнах (135). Распределение каналов в миелинизированных волокнах (136). Каналы в демиелинизированных аксонах (136). Геометрическое строение и блок проводимости (136).

§3. Проведение в дендритах............   138

Оглавление 7

§4. Токи, протекающие между клетками  . . .   140 Структуры,  обеспечивающие  электрическое сопряжение: щелевые соединения (140).

Выводы.......................   140

Рекомендуемая литература..........   141

Цитированная литература...........   141

Глава  8. Свойства н функции

нейроглиальных клеток......143

Исторический ракурс (143).  Морфология и классификация глиальных клеток (144). Структурные связи между нейронам» и глией (145).

§ 1. Физиологические свойства клеточных

мембран глиальных клеток..........146

Ионные каналы, транспортеры и рецепторы в мембранах глиальных клеток (148). Электрические контакты между глиальными клетками (149).

§ 2. Функции глиальных клеток.........149

Миелин и роль глиальных клеток в проведении возбуждения по аксонам (ISO). Глиальные клетки, развитие UHC и секреция факторов роста (152). Рольмикроглиальных клеток в репарации и регенерации в ЦНС (153). Шванновские клетки как пути роста в периферических нервах (154). Замечание (154).

§ 3. Эффекты нейрональной активности

на глиальные клетки..............   156

Накопление калия во внеклеточном пространстве (156). Прохождение токов и движение калия через глиальные клетки (156). Глия как буфер экстраклеточной концентрации калия (156). Эффекты медиаторов на глиальные клетки (157). Освобождение медиаторов глиальными клетками (158). Кальциевые волны в глиальных клетках (158). Перенос метаболитов от глиальных клеток к нейронам (159). Эффекты глиальных клеток на нейрональную сигнализацию (160).

§4. Глиальные клетки

и гематоэнцефалический барьер......   160

Предположение о роли астроцитов в кровоснабжении мозга (161).

§5. Глиальные клетки

и иммунные ответы в ЦНС   .........   162

Выводы.......................   162

Рекомендуемая литература..........   162

Цитированная литература...........   163

Глава  9. Основы прямой

синаптической передачи......165

§1. Нервные клетки

и синаптические контакты..........166

Химическая передача в вегетативной нервной системе (166). Химическая синаптическая передача в нервно-мышечном соединении позвоночных (167).

§2. Электрическая синаптическая передача .   168 Идентификация и характеристики электрических синапсов (168). Синаптическая задержка в химических и электрических синапсах (169).

§3. Химическая синаптическая передача ...   170

Структура синапса (172). Синаптические потенциалы в нервно-мышечном соединении (172). Определение участков мышечного волокна, чувствительных к АХ ( 173). Другие способы для определения распределения рецепторов АХ (175). Измерение ионных токов, вызванных АХ (176). Почему важно знать потенциал реверсии? (178). Сравнительный вклад натрия, калия и кальция в потенциал концевой ллвстинки (179). Проводимость мембраны в покое и амплитуда синаптического потенциала (179). Кинетика токов через одиночные каналы, активируемые АХ (179). §4. Прямое синаптическое торможение .... 181 Потенциал реверсии тормозных потенциалов (181). Пресинаптическое торможение (183). Десенситизация (185). Рецепторы, которые опосредуют прямую и непрямую химическую передачу (186).

Выводы.......................   186

Рекомендуемая литература..........   187

Цитированная литература...........   187

Глава 10. Механизмы непрямой

синаптической передачи......190

§ 1. Метаботропные рецепторы и G-белки . .   191 Структура метаботропных рецепторов (191). Структура и функция G-белков (192). Десенситизация (193).

§ 2. Прямая модуляция активности ионных

каналов G-белками...............   194

Активация калиевых каналов G белками (194). Ингибирование кальциевых каналов, опосредованное G-белками (195).

§ 3. Активация G-белками внутриклеточных

вторичных посредников............   196

-Адренорецепторы активируют кальциевые каналы через G белки и аденилатциклазу (196). Регуляция активности кальциевых каналов через другие сигнальные пути (198). Модуляция активности кальциевых каналов посредством фосфорилирования (199). Активация фосфолипазы С (201). Активация фосфолипазы аз (202). Сигнализация через NO и СО (203). Модуляция калиевых и кальциевых каналов метаботропными рецепторами (204).

§ 4. Кальций в роли внутриклеточного

вторичного посредника............204

Быстрое ингибирование синаптической передачи, опосредованное кальцием (205). Многообразие путей кальциевой сигнализации (205).

§5. Длительное действие медиаторов

непрямого действия...............205

Выводы.......................207

Рекомендуемая литература..........209

Цитированная литература...........209

Глава 11.  Высвобождение медиатора .... 211

§ 1. Основные свойства процесса

высвобождения медиатора..........212

8 Оглавление

Деполяризация нервных окончаний и высвобождение медиатора (212). Синаптическая задержка (213). Значение кальция для процесса высвобождения (213). Измерение входа кальция в пресинаптическое нервное окончание (214). Локализация мест входа кальция (216). Роль деполяризации в высвобождении медиатора (217).

§2. Квантовое высвобождение медиатора ... 218 Спонтанное высвобождение квантов медиатора (219). Неквантовое высвобождение (220). Флуктуации потенциала концевой пластинки (220). Статистический анализ потенциалов концевой пластинки (220). Квантовый состав в синапсах между нейронами (224). Количество молекул в кванте (224). Количество каналов, активируемых квантом (225). Изменение размера кванта в нервно-мышечном соединении (227).

§3   Везикулярная гипотеза высвобождения

медиатора.....................227

Ультраструктура нервного окончания (228). Экзоцитоз синаптическич везикул (230). Морфологическое свидетельство в пользу экзоцитоза (230). Круговорот синаптических везикул (233). Наблюдения за экзоцитозом и эндоцитозом в живых клетках (235).

Выводы.......................240

Рекомендуемая литература..........240

Цитированная литература...........241

Глава 12. Синаптнческая пластичность   . . 243

§ 1. Кратковременные изменения........244

Фасилитация и депрессия выброса медиатора (245). Роль кальция в фасилитаиии (246). Усиление синоптической передачи (246). Посттетаническая потенциаиия  (246).

§2. Долговременные изменения.........248

Долговременная потенциаиия (248). Ассоциативная ДВП в пирамидных клетках гиппокампа (249). Механизмы индукции ДВП (250). Механизм проявления ДВП (251). Молчащие синапсы (251). Регуляция количества синаптических рецепторов (252). Пресинаптическая ДВП (253). Долговременная депрессия (254). ДВД в мозжечке (255). Индукция ДВД (256). Системы вторичных посредников, опосредующие ДВД (256). Проявление ДВД (257). Значение изменений синаптической эффективности (257).

Выводы.......................258

Рекомендуемая литература..........258

Цитированная литература...........259

Глава 13.  Клеточная и молекулярная биохимия синаптической передачи................261

§ 1. Нейромедиаторы.................262

Идентификация медиаторов (262). Нейромедиаторы как посредники (263). Молекулы медиаторов (264).

§ 2. Синтез ненромедиаторов...........264

Синтез аиетилхолина (АХ) (266). Синтез дофамина к  норадреналина (268). Синтез  5 HT(270). Синтез ГАМК (271). Синтез глутамата (272). Кратко- и долговременная регуляция синтеза медиаторов (272). Синтез нейропе лтидов (273). §3. Хранение медиаторов

в синаптических пузырьках   .........275

§4. Аксонный транспорт..............276

Скорость и направленность аксон но го транспорта (276). M икротрубочки и быстрый транспорт (277). Механизм медленного аксонного транспорта (278).

§5. Высвобождение медиаторов

и метаболический круговорот везикул . . 279 Сортировка везикул в нервном окончании (279). Консервативные механизмы транспорта сииаптических пузырьков (280). Синаптотагмин и зависимость высвобождения медиаторов от кальция (282). Бактериальные нейротоксины нацелены на SNARE комплекс (282). Восстановление компонентов мембран синаптических пузырьков путем эндоцитоза (282).

§6. Локализация рецепторов медиаторов . . .  283 Пресинаптические рецепторы (285).

§7. Удаление медиаторов

из синаптической щели............285

Удаление АХ ацетилхолинэстеразой (285). Удаление АТФ путем гидролиза (287). Удаление медиаторов путем захвата (287)

Выводы.......................288

Рекомендуемая литература..........288

Цитированная литература...........289

Глава 14.  Нейромедиаторы в центральной

нервной системе...........292

§ 1. Картирование распределения медиаторов 293 ГАМК и глицин: тормозные медиаторы в ЦНС (295). Рецепторы ГАМК (295). Модуляция функции ГАМКд рецепторов бензодиазепинами и барбитуратами (296). Глутаматные рецепторы в ЦНС (297). Оксид азота как медиатор в ЦНС (298). Ацетилхолин: базальные ядра переднего мозга (298). Холинергические нейроны, когнитивные функции и болезнь Альцгеймера (299). АТФ и аденозин как медиаторы UHC (301).

§2, Пептидные медиаторы в ЦНС........301

Субстанция Ρ (302). Опиоидные пептиды (302).

§3. Регуляция функций центральной

нервной системы биогенными аминами . 303 Норадреналин голубое пятно (locus coeruleus) (303). 5-НТ: ядра шва (raphe nuclei) (304). Гистамин:туберомамиллярное ядро (tuberomammillary nucleus) (305). Дофамин: черная субстанция (substantia nigra) (306). О специфичности лекарственных препаратов, действующих на синапсы (308).

Выводы.......................308

Рекомендуемая литература..........309

Цитированная литература...........310

Оглавление 9

Раздел III

Интегративные механизмы                    313

Глава 15. Клеточные механизмы интеграции и поведения у пиявок, муравьев и пчел   .... 313

§ I. От нейрона к поведению и обратно ....  314

§2. Интеграция информаши отдельными

нейронами в ЦНС пиявки..........315

Ганглии пиявки: полуавтономные единицы (315). Сенсорные клетки в ганглиях пиявки (317). Моторные клетки (320). Взаимодействие чувствительных и двигательных нейронов (320). Кратковременные изменения сина птической передачи (321). Мембранный потенциал, пресинаптическое ингибирование и освобождение медиатора (323). Повторная активность и блок проведения сигнала (324). Высшие уровни интеграции (325). Сенситизация и S интернейроны (325).

§3. Навигация у пчел и муравьев........329

Как пустынный муравей находит дорогу домой (330). Использование поляризованного света как компаса (331). Восприятие поляризованного света глазом муравья (332). Стратегии по поиску дороги к гнезду (334). Нервные механизмы навигации (334). Поляризованный свет и «скрученные» фоторецепторы пчел (twisted photoreceptors) (335). Использование магнитных полей пчелами в навигации (337).

§4. Зачем нужно изучать нервную систему

беспозвоночных?.................338

Выводы.......................339

Рекомендуемая литература..........339

Цитированная литература...........339

Глава 16. Вегетативная (автономная)

нервная система...........342

§ 1. Непроизвольно управляемые функции . .  343 Симпатическая и парасимпатическая нервные системы (343). Синаптическая передача в симпатических ганглиях (345). М-токи в вегетативных ганглиях (347).

§2. Синаптическая передача

от постганглионарных аксонов.......348

Пурин ргическая передача (349). Сенсорные входы вегетативной нервной системы (350). Энтеральная нервная система (351). Регуляция вегетативных функций в гипоталамусе (353). Нейроны гипоталамуса, высвобождающие гормоны (354). Распределение и численность GnRH-секретирующих клеток (354). Циркадные ритмы (355).

Выводы.......................358

Рекомендуемая литература..........358

Цитированная литература...........359

Глава 17. Трансдукция механических

и химических стимулов......361

§ 1. Кодирование стимулов

механорецепторами...............362

Короткие и длинные рецепторы (362). Кодирование параметров стимула рецепторами растяжения (364). Рецепторы растяжения речного рака (365). M ышечные веретена (366). Реакция на статическое и динамическое мышечное растяжение (367). Механизмы адаптации в механорецепторах (367). Адаптация в тельце Пачини (368).

§ 2. Трансдукция механических стимулов . . . 369 Механочувствительные волосковые клетки уха позвоночных (370). Структура рецепторов волосковых клеток (371). Трансдукция через отклонение волоскового пучка (371). Концевые связи и воротные пружины (371). Каналы трансдукции в волосковых клетках (373). Адаптация волосковых клеток (373).

§ 3. Обоняние......................375

Обонятельные рецепторы (375). Обонятельный ответ (376). Каналы обонятельных рецепторов, управляемые циклическими нуклеотидами (376). Сопряжение рецептора с ионными каналами (376). Специфичность одорантов (378).

§ 4. Механизмы вкуса................378

Вкусовые рецепторные клетки (378). Соленый и кислый вкус (379). Сладкий и горький вкус (380). Молекулярные рецепторы для глутамата и чили (380).

§ 5. Трансдукция ноцицептивных

и температурных стимулов..........381

Активация и сенситизация ноцицепторов (381).

Выводы.......................382

Рекомендуемая литература..........383

Цитированная литература...........383

Глава 18. Обработка соматосенсорных

и слуховых сигналов........386

§ 1. Соматосенсорная система: тактильное

распознавание   ..................387

Организация рецепторов тонкого прикосновения (387). Кодирование стимула (388). Центральные проводящие пути (389). Соматосенсорная кора (390). Свойства ответов корковых нейронов (391). Латеральное торможение (392). Параллельная обработка сенсорных модальностей (393). Вторичная и ассоциативная Соматосенсорная кора (394). Болевые и температурные проводящие пути (395). Центральные пути боли (395).

§ 2. Слуховая система:

кодирование частоты звука..........397

Улитка (398). Частотная избирательность: механическая настройка (398). Эфферентное торможение улитки (400). Электрическая подвижность волосковых клеток улитки млекопитающих (402). Электрическая настройка волосковых клеток (402). Калиевые каналы волосковых клеток и их настройка (404). Слуховые проводящие пути (405). Слуховая кора (406). Локализация звука (409).

Выводы.......................410

Рекомендуемая литература..........411

Цитированная литература...........411

10 Оглавление

Глава 19. Передача и кодирование

сигнала в сетчатке глаза   .....414

§1. Глаз..........................415

Анатомия проводящих путей зрительного анализатора (4IS). Конвергенция и дивергенция связей (416).

§2. Сетчатка......................416

Слои сетчатки (416). Палочки и колбочки (417). Организация и морфология фоторецепторов (418). Электрические сигналы в ответ на свет в фоторецепторах позвоночных (419).

§3. Зрительные пигменты.............420

Поглощение светв зрительными пигментами (420). Строение родопсина (420). Колбочки и цветовое зрение (421). Цветовая слепота (423).

§4. Передача сигнала в фоторецепторах .... 424 Свойства каналов фоторецептора (425). Молекулярная структура цГМФ-упрааляемых каналов (425). Метаболический каскад циклического ГМФ (426). Рецепторы позвоночных, деполяризующиеся при действии света (426). Усиление сигнала в каскаде цГМФ (427). Сигналы в ответ на одиночные кванты света (427).

§5. Передача сигнала от фоторецепторов

на биполярные клетки.............429

Биполярные, горизонтальные и амакрииовые клетки (429). Медиаторы в сетчатке (430). Концепция рецептивных полей (431). Ответы биполярных клеток (432). Структура рецептивных полей биполярных клеток (433). Горизонтальные клетки и ингибирование периферии (433). Значение структуры рецептивных полей биполярных клеток (435).

§ 6. Рецептивные поля ганглиозных клеток. . 435 Эфферентные сигналы сетчатки (435). Использование дискретных зрительных стимулов для определения рецептивных полей (436). Организация рецептивных полей ганглиозных клеток (436). Размеры рецептивных полей (438). Классификация ганглиозных клеток (438). Синаптические входы на ганглиозные клетки, определяющие организацию рецептивных полей (439). Что за информацию передают ганглиозные клетки? (439).

Выводы.......................440

Рекомендуемая литература..........441

Цитированная литература...........441

Глава 20. Кодирование сигнала

в латеральном коленчатом теле

и первичной зрительной коре   . . 443

§ 1. Латеральное коленчатое тело........444

Карты зрительных полей в латеральном коленчатом теле (446). Функциональные слои ЛКТ(447).

§2. Цитоархитектоника зрительной коры ... 448 Входящие, исходящие пути и послойная организация коры (450). Разделение входящих волокон от ЛКТ в слое 4 (451).

§ 3. Стратегии изучения коры...........452

Рецептивные поля коры (453). Ответы простых клеток (454). Синтез простого рецептивного поля (456). Ответы сложных клеток (457). Синтез сложного рецептивного поля (458). Рецептивные поля: единицы восприятия формы (459).

Выводы.......................463

Рекомендуемая литература..........463

Цитированная литература...........464

Глава 21. Функциональная архитектура

зрительной коры...........465

§1. Колонки с доминированием одного

глаза и ориентационные колонки.....466

Ориентационные колонки (467). Связь между колонками глазного доминирования и ориентационными колонками (469).

§ 2. Параллельная обработка информации

о форме, движении и цвете   .........469

Крупноклеточные, мелкоклеточные и кониоклеточные «каналы» передачи информации (470). Цитохромоксидазныс метки в виде «полос» и «пятен» (470). Проекции в зрительную зону 2 (V2) (470). Ассоциативные зоны зрительной коры (471). Детекция движения и зона МТ (472). Зона МТ и зрительное слежение (472). Цветовое зрение (473). Пути цветного зрения (474). Цветовое постоянство (475).

§ 3. Интеграция зрительной информации . . . 476 Горизонтальные связи в пределах первичной зрительной коры (476). Рецептивные поля обоих глаз, конвергирующие на кортикальных нейронах (477). Связи, объединяющие правое и левое зрительные поля (478).

§ 4. Что дальше?....................480

Регистрация работы клеток (480). Лица и буквы (480).

Выводы.......................482

Рекомендуемая литература..........483

Цитированная литература...........483

Глава 22. Клеточные механизмы

двигательного контроля......486

§ 1. Двигательная единица.............488

Синаптические входы на мотонейрон (488). Одиночные Синаптические потенциалы мотонейронов (489). Принцип размера и градуальное сокращение (491).

§ 2. Спинальные рефлексы.............493

Реципрокная иннервация (493). Сенсорная информация от мышечных рецепторов (494). Эфферентный контроль мышечных веретен (495). Сгибательные рефлексы (496).

§3. Генерация координированных движений    496 Генераторы центрального ритма (497). Локомоция (498). Взаимодействия сенсорной импульсации и центральных генераторов ритма (499). Дыхание (500).

§4. Организация двигательных путей   .....503

Организация спинальных мотонейронов (503). Супраспинальиый контроль мотонейронов

Оглавление 11

(503). Латеральные двигательные пути (503). Медиальные двигательные пути (504).

§5. Двигательная кора и выполнение

произвольных движений   ...........50S

Ассоциативная двигательная кора (506). Активность кортикальных нейронов (507). Активность корковых нейронов, связанная с направлением движения (508). Планирование движения (508).

§6. Мозжечок   .....................509

Мозжечковые связи (510). Клеточное строение коры мозжечка (511). Клеточная активность в ядрах мозжечка (512). Нарушения у па ииентов с повреждениями мозжечка (513).

§7. Базальные ганглии   ...............514

Нейронные сети банальных ганглиев (SI5). Клеточная активность в Вязальных ганглиях (516). Болезни базальных ганглиев (516).

Выводы.......................517

Рекомендуемая литература..........518

Цитированная литература...........519

Раздел IV

Развитие нервной системы                 522

Глава 23. Развитие нервной системы .... 522

Терминология (S23). Генетические подходы к пониманию процесса развития (524).

§ 1. Развитие нервной системы

в раннем периоде................524

Образование предшественников нервных клеток и глии (527). Миграция нейронов в ЦНС (527). Белки адгезии внеклеточного матрикса и миграция клеток нервного гребня (527).

§2. Региональная спецификация

нервной ткани..................528

Гомеотические гены и сегментация (530). Хорда и базальная пластинка (531). Общая схема региональной дифференцировки (531).

§3. Происхождение нейронов и клеток глии 532 Происхождение клеток и индукционные взаимодействия в простых нервных системах (532). Индукционные взаимодействия при разлитии глаз дрозофилы (533). Происхождение клеток в ЦНС млекопитающих (535). Взаимосвязь между временем образования нейронов и судьбой клеток (536). Генетические аномалии строения коры у мышей линии iveler(S3S) Влияние локальных сигналов на корковую архитектуру (539). Гормональный контроль за развитием нервной системы (539). Стволовые нервные клетки (539). Контроль за фенотипом нейронов в ПНС (540). Выбор трансмиттера в ПНС (542).

§4. Рост аксона....................544

Конус роста, удлинение аксона и роль актина (544). Молекулы адгезии клетки и внеклеточного мвтрикса и рост аксона (545).

§5. Управление ростом аксона..........548

Навигация вксона, зависящая и не зависящая от клетки-мишени (548). Навигация по клеткам-ориентирам (guidepost cells) (549). Сина-

птические взаимодействия с клетками-ориентирами (549). Механизмы управления аксоном (549). Навигация конусов роста в спинном мозге (550). Семейство хеморепеллентов семафорины (553). Модуляция ответов на хеморепелленты и хемоаттрактанты (554).

§6. Иннервация клетки-мишени.........554

§ 7. Образование синапсов.............556

Накопление рецепторов к аиетилхолину (556). Вызванная агрином синаптическая дифференцировка (557). Образование синапсов в ЦНС (560).

§8. Факторы роста и выживание нейронов. . 561 Фактор роста нерва (nerve growth factor) (561). Захват и ретроградный транспорт ФРН (561). Факторы роста семейства нейротрофинов (562). Нейротрофины в ЦНС (563). Рецепторы к иейротрофинам (563)

§ 9. Конкурентные взаимодействия

во время развития................564

Гибель нейронов (564). Уменьшение числа связей и исчезновение полинеирональной иннервации (566). Активность нервов и исчезновение синапсов (567). Нейротрофины и уменьшение количества связей (568).  § 10. Общие размышления

о нейронной специфичности........569

Выводы.......................569

Рекомендуемая литература..........570

Цитированная литература...........572

Глава 24. Денервация и регенерация

синаптических связей.......576

§ 1. Изменения в аксотомированных нейронах и окружающих

глиальных клетках................577

Валлеровская дегенерация (577). Ретроградные транссинаптичсские эффекты аксотомии (577). Трофические субстанции и эффекты аксотомии (578).

§ 2. Эффекты денервации

на постсинаптические клетки........579

Депонированная мышечная мембрана (579). Появление новых АХ рецепторов после денервации или длительной инактивации мышцы (580). Синтез и деградация рецепторов в денервированной мышце (581). Роль инактивации мышцы в денерваиионной гиперчувствительности (581). Роль ионов кальция в развитии гиперчувствительности в денервированной мышце (582). Нервные факторы регуляции синтеза АХ рецептора (583). Распределение рецепторов в нервных клетках после денервации (585). Восприимчивость нормальной и денервированной мышцы к новой иннервации (586). Гиперчувствительность и формирование синапса (587). Аксональный рост, индуцированный денервацией (587).

§ 3. Регенерация периферической нервной

системы позвоночных.............587

Восстановление поврежденных аксонов (587). Специфичность реиннервации (589). Свойства иерва и мышцы после образования синапса чужим нервом (591).

12 Оглавление

g 4. Роль базальной мембраны в регенерации

нервно-мышечных синапсов.........592

Синаптическая базальная мембрана и формирование синаптической специализации (592). Илентификаиия афина (592).

§5. Регенерация в ЦНС млекопитающих . . . 594 Роль глиальных клеток в регенерации ЦНС (595). Мосты из шванновских клеток и регенерация (596). Формирование синапсов при регенерации аксоноа в ЦНС млекопитающих (597). Регенерация в незрелой ЦНС млекопитающих (598) Нейрональные трансплантанты (599).

Выводы.......................601

Рекомендуемая литература..........602

Цитированная литература...........603

Глава 25.  Критические периоды развития

зрительной и слуховой систем . . 606

§ I. Зрительная система у новорожденных

обезьян и котят..................607

Рецептивные поля и свойства кортикальных клеток новорожденных животных (607). Глазодоминантные колонки у новорожденных обезьян и котят (608). Формирование глазодоминантных колонок (610). Развитие строения коры в эмбрионе (611). Генетические факторы в развитии зрительных сетей (611).

§ 2. Последствия аномального сенсорного

опыта в ранние периоды жизни   ......612

Развитие слепоты после закрытия век (612). Ответы кортикальных клеток после монокулярной депринацин (613). Относительная значимость диффузного света и формы объектов для поддержания в норме ответов кортикальных клеток (613). Морфологические изменения в ЛКТ после зрительной деприваиии (613). Морфологические изменения в коре после зрительной деприваиии (614). Критический период чувствительности к закрытию век (614). Восстановление во время критического периода (615).

§ 3. Необходимые условия для поддержания функционирования нервных связей

в зрительной системе..............618

Бинокулярная деприваиия и роль конкуренции (618). Эффекты страбизма (косоглазия) (619). Изменения в ориентационном предпочтении (620). Критические периоды в развитии зрительной системы человека и их клиническое значение (621).

§4. Клеточные и молекулярные механизмы

депривационных изменений.........623

Влияние импульсной активности на строение коры (623). Синхронизованная спонтанная активность при отсутствии стимуляции во время развития (624). Клеточные механиз мы пластичности соединений (625). Роль трофических веществ в поддержании нейронных связей (625). Разделение сигналов без их конкуренции (626).

§ 5. Критические периоды развития

слуховой системы................626

Слуховой и зрительный опыт у новорожденных амбарных сов (627). Результат обогащенного сенсорного опыта, приобретенного в ранний период жизни (630).

§6. Критические периоды для развития

высших функций   ................631

В чем же биологическое знамение критических периодов? (631)

Выводы.......................632

Рекомендуемая литература..........632

Цитированная литература...........633

Раздел V

Выводы 635

Глава 26. Нерешенные вопросы.......635

Клеточные и молекулярные исследования нейроналышх функций (636). Функциональное значение межклеточного перемещения веществ (636). Развитие и регенерация (636). Генетические подходы оценки функций нервной системы (637). Сенсорная и моторная интеграция (637). Ритмичность (638). Вклад клинической неврологии а изучение мозга (638). Вклад фундаментальной нейронауки в неврологию (639). Степень прогресса (640).

Заключение....................640

Рекомендуемая литература..........640

Цитированная литература...........641

Приложение А. Электрический ток

в цепи.............642

Термины и единицы измерения при описании электрического тока (642). Закон Ома и электрическое сопротивление (643). Применение закона Ома при расчетах (цепей) (644). Применение анализа цепи к модели мембраны (645). Электрическая емкость и постоянная времени (645).

Приложение В. Метаболические пути синтеза и инактивации низкомолекулярных медиаторов .......... 649

Приложение С. Структуры

и пути мозга.........656

Словарь терминов.................664

Часто встречаемые сокращения........668

Указатель определений

основных терминов................669

Предисловие редакторов русского перевода


Данная книга является переводом четвертого издания знаменитой и ставшей классической книги «От нейрона к мозгу». Первое издание этой книги, написанной Стефеном Куффлером и Джоном Николлсом в 1975 году, было переведено на русский язык и вышло в СССР в 1979 году под редакцией профессора Л. Г. Магазаника. Несмотря на большой тираж, книга быстро исчезла с прилавков магазинов и стала настольным учебником для нескольких поколений нейрофизиологов. Последующие английские издания книги были существенно переработаны новым коллективом авторов, однако ни второе, ни третье издание в России не выходили. Публикация на русском языке данного, четвертого издания стала возможной благодаря поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Возвращение к этой книге в начале нового тысячелетия кажется нам символичным — новое издание для нового поколения означает, надеемся, возрождение интереса к науке. Цель нового издания, декларированная в предисловии к английскому изданию, осталась той же, что и первого, написанного более четверти века назад — «описать способы передачи сигналов нервными клетками, как сигналы анализируются и как на основе этой интеграции возникают высшие функции мозга». Однако, фактически, это новая книга, написанная в соответствии с бурным развитием нейробиологии последних лет. В предисловии, специально написанном к русскому переводу четвертого издания, Джон Николлс особо выделяет предмет «нейробиология» как междисциплинарную науку, способную интегрировать знания и подходы смежных наук. В России нейробиология пока не выделена в отдельный предмет, как это произошло в большинстве известных западных университетов. Книга «От нейрона к мозгу» может стать для студентов, по сути дела, учебником по нейробиологии. Мы намеренно представили часть текста в подписях к рисункам как на русском, так и на оригинальном английском языке. Нам кажется, что это позволит студентам и начинающим ученым легче освоить специфическую терминологию и быстрее интегрироваться в интернациональное научное сообщество.

Новая книга сохранила узнаваемые черты первого издания, такие как доступность и простота толкования самых сложных явлений в сочетании с высокой научностью, логично отслеженная взаимосвязь различных вопросов нейробиологии, огромное количество ярких наглядных иллюстраций. Объяснение каждого процесса ведется логично и последовательно, мысль авторов четка и ясна. Приятной особенностью книги является то, что авторы не опускают спорные вопросы, описывают альтернативные точки зрения и указывают на нерешенные в настоящее время проблемы. Последнее особенно ценно, поскольку это указания экспертов в этой области на перспективные направления возможного дальнейшего развития нейронауки. Не оставлен без внимания и исторический анализ развития представлений о работе мозга, что делает книгу эмоциональной и увлекательной.

Постоянным автором и главным инициатором всех четырех изданий является Джон Николлс (John Nicolls), профессор Международной высшей школы (SISSA) в Триесте (Италия). Другими авторами являются известные нейробиологи Брюс Валлас (Bruce G.Wallace) и Роберт Мартин (A. Robert Martin) (University of Colorado), а также Пол Фукс (Paul A. Fuchs) (The John Hopkins University). Все авторы внесли существенный личный вклад в разработку излагаемых проблем, что обеспечило «взгляд изнутри» на многие проблемы нейробиологии и привнесло в изложение особую достоверность и точность.

Первое издание «От нейрона к мозгу» до сих пор входит как рекомендованная литература практически во все курсы, касающиеся работы мозга, для студентов медицинских и биологических вузов России. Надеемся, что новое, полностью переработанное современное издание займет такое же место.

П. Балабан Р. Гиниатуллин

Предисловие авторов к русскому изданию


При написании «От нейрона к мозгу» я и мои коллеги прежде всего преследовали цель создания легко читаемой книги, которая помогла бы студентам медицинских и биологических факультетов в освоении знаний о нервной системе. Мы надеялись, что книга будет полезна и исследователям в этой области, равно как и физикам, инженерам и молекулярным биологам.

Термины «нейробиология» и «нейронауки» вошли в обиход в 60-е годы XX в., когда Стивен Куффлер создал в медицинской школе Гарвардского университета первый факультет, сотрудниками которого стали физиологи, анатомы и биохимики. Работая вместе, они решали проблемы функционирования и развития нервной системы, исследовали молекулярные механизмы работы мозга. До этого ученые этих специальностей работали отдельно, и учебники того времени отражают существовавшее разделение. Настоящая книга представляет собой особый подход к экспериментальному анализу и отражает развитие ключевых концепций науки о мозге вне зависимости от используемых методов.

Авторы книги очень надеялись на то, что богато иллюстрированный материал будет легко доступен каждому студенту, который просто пролистает книгу и решит, стоит ли ее прочесть. Несмотря на то, что английский язык сейчас стал необходимой частью образования исследователя, текст не на родном языке всегда воспринимается труднее. Теряется та часть научного подхода, которую мы старались передать в книге: красота науки, элегантность экспериментов, связь между классическими исследованиями прошлых лет и открывающиеся сегодня горизонты будущего. Именно поэтому известие о том, что вскоре появится русский перевод последнего издания нашей книги, так радует авторов. Стивен Куффлер всегда надеялся, что его книга будет переведена на другие языки. Первое издание книги было блестяще переведено в 1979 году нашим другом профессором Львом Магазаником из Института эволюционной физиологии и биохимии АН СССР (Ленинград). С тех пор было сделано столько ключевых открытий и настолько изменилось наше понимание механизмов работы мозга, что появление на русском языке книги для студентов о современной нейронауке стало необходимостью.

Многие известные ученые России и бывшего СССР внесли огромный вклад в наше понимание биофизических, нейрохимических и высших функций мозга, что послужило основой для развития исследований синаптической передачи, передачи зрительного сигнала, механизмов моторного контроля, функций коры мозга и механизмов обучения. Этот вклад и создание признанных научных школ также лежат в основе появившегося в последнее время в мире нового интереса к нейронаукам.

Как всегда, авторы благодарят нашего издателя Э. Синауэра за помощь в издании оригинала и русского перевода. Мы благодарим наших друзей профессоров П. Балабана и Р. Гиниатуллина за их усилия по редактированию и выпуску российского издания. Переводчики Л. Хируг, Р. Хасипов и А. Галкин, вместе с редакторами быстро и профессионально завершили подготовку издания. Несомненным достоинством книги является сохранение оригинальных подписей на английском языке, что позволяет легче перейти к анализу мировой литературы.

Мы надеемся, что настоящее издание послужит дальнейшим стимулом к развитию интереса к бурно развивающимся в настоящее время нейронаукам, вклад в которые российских ученых неоспорим.

Джон Николлс 2003 г., Триест, Италия
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   172

Похожие:

Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconВаллас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга
Настоящее издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект №02-04-62007)
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconБоггс У., Боггс М. Uml и Rational Rose/ Пер с англ
Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии./ Пер с англ. – Спб.: Питер, 1997
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconДжеффри М. Медицина неотложных состояний: пер с англ. / Дж. М. Катэрино, С. Кахан; пер с англ под ред. Д. А. Струтынского
...
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconАнастази А. А 64 Дифференциальная психология. Индивидуальные и групповые разли- чия в поведении /Пер с англ
Пер с англ. — М.: Апрель Пресс, Изд-во эксмо-пресс, 2001. — 752 с. (Серия «Кафедра психологии»)
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconАхо А. Компиляторы: Принципы, технологии, инструменты: Пер с англ./ А. Ахо, Р. Сети, Д. Ульман
Учебный курс mcse: Пер с англ. 2-е изд., перераб. М.: Рус. Редакция, 2001. 672 с. Isbn 5-7502-0183-Х: 35,00 грн
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconМорган М.; Пер с англ. А. Дикарёв, О. Сиротенко
Послание с того края Земли / Морган М.; Пер с англ. А. Дикарёв, О. Сиротенко. М.: Ид «Гаятри», 2005. 152 с.: (Терра Мистика)
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconНовые поступления литературы (июль сентябрь 2002) математика инв. 62350 в 161. 8 Б 93
Одномерные вариационные задачи. Введение / Пер с англ. Рожковская Т. Н.; Ред пер. Уральцева Н. Н. Новосибирск: Научная книга, 2002....
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconБир С. Мозг фирмы: Пер с англ
Бир С. Мозг фирмы: Пер с англ. М.: Радио и связь, 1993. — 416 с.: ил. Isbn 5-256-00426-3
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconЦитренбаум Ч., Кинг М., Коэн У. Ц 59 Гипнотерапия вредных привычек /Пер с англ. Л. В. Ерашовой
Ц 59 Гипнотерапия вредных привычек/Пер с англ. Л. В. Ерашовой. — М.: Не­зави­симая фирма “Класс”, 1998. — 192 с. — (Библиотека психологии...
Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу / Пер с англ. П. М. Балабана, А. В. Галкина, Р. А. Гиниатуллина, Р. Н. Хазипова, Л. С. Хируга iconЛитература Мэдник С., Донован Дж. Операционные системы: Пер с англ. М. Мир, 1987. 792с
Дейтел Г. Введение в операционные системы: Пер с англ. М.: Мир, 1987. т 359с., т 398с
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница