Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

Как слуховые клетки учатся слышать

Слуховые клетки и подключённые к ним нейроны в ходе индивидуального развития заранее «воображают» себе звуки, готовясь к тому моменту, когда уши начнут слышать по-настоящему.

Как слуховые клетки учатся слышать

Как известно, звуковая волна, попав на барабанную перепонку, передаётся по системе слуховых косточек среднего уха (молоточек, наковальня и стремечко) во внутреннее ухо, заполненное жидкостью. Звуковые вибрации через эту жидкость достигают кортиева органа и расположенных в нём волосковых клеток, которые, собственно, и являются слуховыми рецепторами: они преобразуют механический сигнал в электрический нейронный импульс.



Некоторое время назад исследователи заметили странный феномен: в первые дни жизни мышей – и в отсутствие каких-либо звуков – слуховые волосковые клетки время от времени демонстрируют активность, возбуждая соответствующие нейроны и посылая сигналы в разные отделы звукового анализатора мозга. Также было известно, что одновременно со слуховыми «активничают» ещё и особые служебные клетки, называемые клетками поддержки, и что здесь не обходится без молекул аденозинтрифосфата (АТФ), которые, кроме того, что служат для запасания энергии, могут работать ещё и передатчиками биохимических сигналов.

Подробно расшифровать механизм самостоятельной активности слуховых рецепторов попытались Дуайт Берглз (Dwight Bergles) и его коллеги из Медицинского института Джонса Хопкинса. Механизм, описанный в статье в Cell, оказался довольно сложен. Всё начинается с клеток поддержки, которые выбрасывают много АТФ, действующего на рецепторы на самих же клетках поддержки – получается, что они стимулируют сами себя. Возбуждённые АТФ-рецепторы переключают кальциевые ионные каналы «на вход»: иными словами, мембранные белки, отвечающие за транспорт кальция, начинают проводить его из внешней среды в клеточную цитоплазму. Повышения уровня кальция в клетке заставляет уже другие, хлоридные ионные каналы открыться на выход, и ионы хлора отправляются из цитоплазмы наружу. Вслед за ними наружу отправляются и ионы калия, которые возбуждают волосковые клетки – от них сигнал передаётся нейронам.

То есть вся описанная чехарда с АТФ и разными ионами происходит на клетках поддержки, и всё это нужно для того, чтобы повысить уровень калия рядом с собственно рецепторными клетками. Спонтанная активность волосковых клеток, передающих «звуковые» сигналы в мозг, наблюдается у грызунов в первые две недели жизни, когда их уши ещё не слышат (среднее ухо со слуховыми косточками заполнено жидкостью и звук не воспринимает).

Зачем нужна такая «репетиция»? За тем же, зачем вообще нужна любая тренировка, то есть чтобы подготовиться к настоящей работе, в данном случае – подготовиться к восприятию реальных звуков. Такие спонтанные сигналы, которые «воображают» себе слуховые рецепторы, укрепляют связь между ними, нейронами и соответствующими областями мозга. В частности, клетки могут учиться не путать звуки разной высоты: известно, что высокие и низкие частоты воспринимаются разными волосковыми клетками, и важно, чтобы сигналы от них шли по правильным нейронам и приходили в правильные зоны мозгового «звукового департамента».

Хотя эксперименты выполнялись на животных, похожий «аудиотренировочный» механизм, скорее всего, есть и у человека. Более того, авторы работы предполагают, что некоторые расстройства слуха могут быть связаны как с недостаточно активной «репетицией» слуховых клеток во время развития мозга, так и с внезапным пробуждением таких сигналов уже во взрослом состоянии – например, после травмы. Скажем, легко представить, что навязчивый звон в ушах, или тиннитус, происходит как раз из-за автономной активации слуховых рецепторов, так что дальнейшее исследование этой системы имеет не только общефундаментальное, но и практическое значение.

Автор: Кирилл Стасевич





Ссылка на источник

Tags: анатомия, восприятие, нейробиология, слух, физиология
Subscribe

Posts from This Journal “нейробиология” Tag

promo kabzon 13:57, вчера 1
Buy for 30 tokens
В Республике Башкортостан сохраняется дефицит иммуноглобулина человека против клещевого энцефалита. Об этом «ФВ» сообщила генеральный директор аптечной сети «Фармленд» Аделя Кальметьева. По данным регионального управления Роспотребнадзора, по состоянию на 16 июня в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 2 comments