Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

В мозге нашли нейронный «термометр»

19.01.2017 Наука и жизнь

Особые нейроны в мозге реагируют на увеличение температуры около и в один момент информируют организму, как спастись от жары.

В то время, когда нам делается жарко, мы потеем, дыхание учащается, мы стараемся уйти в тень, выпить холодной воды, снять с себя – в случае если это вероятно – лишнюю одежду. В то время, когда нам холодно, мы дрожим, стараемся одеться потеплее и т. д. Другими словами трансформации температуры приводят к целому комплексу разнообразных реакций, физиологических и поведенческих, каковые, разумеется, должны начинаться с какого-либо внутреннего «термометра». Само собой разумеется, у нас и у животных имеется терморецепторы, но их задача – лишь собирать данные и передавать её в мозг, в какой-нибудь особый отдел, нейроны которого сообразят, как высокая либо как низкая на данный момент температура и что тут необходимо осуществить.

Гипоталамус в мозге человека. (Фото djr339 / www.flickr.com/photos/68606544@N02/6240818909.) Гипоталамус на модели людской мозга. (Фото Borys Kozielski / https://www.flickr.com/photos/boryskozielski/12392119223.)‹ ›

В мозге нашли нейронный «термометр»

Как мы знаем, что нейронный «термометр» находится в гипоталамусе – маленькой области в промежуточном мозге, которая регулирует гомеостаз организма и нейроэндокринную деятельность мозга. Гипоталамус сам по себе делится на последовательность зон и структур, среди которых имеется так называемая преоптическая область. Опыты с животными продемонстрировали, что терморегуляцией занимается именно преоптическая область.

Но гипоталамус очень мал, и при том связан с самыми различными вещами: к примеру, он участвует в регуляции сна, в регуляции брачного и родительского поведения, он регулирует жажды и чувство голода, и т. д. Нас же интересуют конкретные нейроны, каковые трудятся с температурой, а их продолжительное время никому не получалось выяснить.

Отыскать их удалось сотрудникам лаборатории Закари Найта (Zachary Knight) в Калифорнийском университете в Сан-Франциско. Посредством особого способа, на разработку которого ушло пять лет, они смогли выяснить, какие конкретно гены и в каких клетках преоптической территории гипоталамуса включаются в ответ на потепление воздуха. Другими словами требовалось не только подметить те нейроны, каковые отвечали на трансформацию среды нейрохимическими импульсами, но и осознать, сопровождается ли такая активность какими-то молекулярно-генетическими событиями.

В нейронах, каковые более всего доходили на роль «термометра», особенно заметными были гены PACAP и BDNF. Оба они кодируют белки, которые связаны с развитием и ростом нейронов и с регуляцией гормональных сигналов в мозге, но в этом случае серьёзна не столько их конкретная функция, сколько то, что они включаются в определённых клетках и в ответ на определённые события.

Иными словами, в гипоталамусе оказалось отыскать клетки, каковые реагировали на тепло и у которых при том был характерный молекулярный показатель – повышенная активность двух упомянутых генов. Более того, в статье в Cell авторы пишут, что PACAP и BDNF срабатывали в течение нескольких секунд по окончании того, как в клетке с мышами повышали температуру.

Раньше считалось, что термонейроны преоптической территории гипоталамуса с кожными рецепторами никаких дел не имеют, измеряя лишь внутреннюю температуру тела. Но, по-видимому, клетки гипоталамуса конкретно общаются с наружными терморецепторами – в противном случае как растолковать такой быстрый ответ гипоталамического «термометра»? Лишнее подтверждение тому удалось взять в опытах с капсаицином – алкалоидом, содержащимся в красном перце.

Капсаицин действует на рецепторный белок, который связан с ощущением тепла и жара, и клетки преоптической территории гипоталамуса отозвались на «перец» совершенно верно так же, как на тепло – другими словами, терморецепторы на коже вправду напрямую связаны с термонейронами гипоталамуса.

Очевидно, исследователям захотелось определить, воздействуют ли эти клетки на физиологию и на поведение животных – другими словами будут ли мыши скрываться в холодное место, в случае если у них искусственно, без всякого внешнего тепла простимулировать гипоталамический «термометр». И всё как раз так и произошло: в то время, когда у мышей напрямую, прямо в гипоталамусе, активировали термоклетки, у животных понижалась температура тела и они старались отыскать в клетке угол попрохладнее. Физиологическая реакция была такой же, как у простых мышей в ответ на простое увеличение температуры воздуха: кровеносные сосуды в хвосте расширялись, а количество метаболического тепла в жировой ткани уменьшалось.

В целом полученные результаты показывают, что определённые нейроны преоптической территории гипоталамуса, в которых в ответ на тепло активируются гены PACAP и BDNF, не просто измеряют температуру снаружи (посредством кожных рецепторов), но и информируют организму, как ему себя вести в новых условиях: нужно ли отрегулировать метаболизм, что сделать с сосудами, необходимо ли искать тень и т. д. Однако тут принципиально важно выделить, что термоклетки реагировали лишь на увеличение температуры – на похолодание, на низкую температуру они не отвечали. Другими словами в этом случае «нейротермометр» трудится лишь в одну сторону, а для холода, разумеется, имеется какие-то другие мозговые нейронные центры, каковые, нужно думать, в недалеком будущем также смогут отыскать.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

[ТЭД] Жослин Блош: Мозг может восстанавливать сам себя — с некоторой помощью (2015)


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,