Гигантские командные нейроны улиток

Часто люди задаются вопросом: как же улитки, нервная система которых содержит существенно меньшее количество нейронов нежели НС человека и позвоночных могут быть способны на какое-то сложное поведение. Но, дело в том что нейроны нейронам рознь.

В самом начале исследований нейронных цепей гастроподов постулировалось, что простые рефлексы и сложные адаптивные поведенческие реакции контролируются у них системой нейронов, состоящей из набора специализированных сенсорных клеток, интернейронов разного уровня и мотонейронов с определенными нейротрансмиттерами. Однако тщательный анализ полученных данных показал, что некоторые идентифицированные нервные клетки не всегда однозначно вписываются в традиционную классификацию: сенсорный нейрон, интернейрон, мотонейрон.

Вначале были обнаружены нейроны, терминали которых одновременно выполняют сенсорную и моторную функции. Сенсорно-моторные нейроны получили название «мультифункциональные нейроны». Оказалось, что благодаря наличию нескольких триггерных зон, они могут самостоятельно обеспечивать однонейронные рефлексы, как-то кардио-кардиальные, висцерокардиальные и др.

Особый класс представляют также командные нейроны, запускающие координированный поведенческий акт. У улиток рода Helix, наиболее подробно исследована работа командных нейронов пневмостома, запускающих защитную реакцию закрытия. Эти гигантские нейроны также имеют несколько триггерных зон, специфическая синаптическая регуляция пейсмекерных зон позволяет регулировать распределение импульсации по многочисленным отросткам, выходящим из ганглия на периферию.

Среди координирующих интернейронов выявлены клетки, связанные сразу с несколькими эфферентными системами прямыми и опосредованными дополнительными мотонейронными связями. Такой класс нейронов получил название «мультимодальные нейроны».

Обычно это крупные или гигантские клетки с обширными зонами иннервации. При исследовании гигантских командных нейронов пневмостома виноградной улитки в ряде случаев были выявлены синаптические связи гигантских нейронов не только с мышцами мантии, но и с сердцем. Однако при этом отмечалась недостаточная повторяемость выявленных нейроэффекторных связей, и высказывалось предположение о стохастичности и функциональной незначимости контактов командных нейронов и сердца. Эти предварительные данные все же легли в основу гипотезы, что зона иннервации командных нейронов пневмостома не ограничивается мышцами мантии, и командные нейроны тоже могут быть отнесены к классу мультимодальных нейронов.

У другого представителя наземных легочных моллюсков, гигантской африканской улитки ахатины идентифицированы два гигантских нейрона, вызывающие сокращения мышц мантии и внутренних органов.

При исследовании нервной регуляции сердца ахатины были отмечены синаптические потенциалы в сердце при стимуляции гигантских нейронов. Таким образом гиганские мультимодальные нейроны этих моллюсков способны выполнять функции которые у человека возложены на отдельные участки коры головного мозга и контролируются тысячами обычных нейронов. Такая система позволяет очень небольшому числу нервных клеток эффективно выполнять работу на которую при иной организации потребовалось бы в тысячи раз большее количество клеток. Тем самым значительно повышая эффективность работы отдельных нейронов но снижая общую адаптивность системы в целом.

Так за счёт особенностей строения своих гиганстких нейронов улитка способна на достаточно сложное поведение, обходясь при этом сравнительно малым количеством нейронов ЦНС. (ЦНС улитки состоит из пяти пар ганглиев расположенных в области её головы, у примитивных форм эти нервные узлы сосуществуют по отдельности связанные нервными тяжами, у наиболее продвинутых гастроподов они образуют компактную группу практически сростаясь вместе).

Опубликовано: 11 Ноябрь, 2015 | В разделе Новости