Досліджено біофізичні механізми та закономірності, котрі визначають впливи геометрії та активних мембранних властивостей дендритів на формування складних власних патернів електричної активності нейронів. Розглянуто модельні нейрони різних типів (пірамідні нейрони неокортексу, нейрони Пуркін’є мозочка, мотонейрони стовбура головного мозку та спинного мозку) з активними властивостями дендритної мембрани та складною геометрією дендритних розгалужень, як природних, отриманих в результаті комп’ютерної реконструкції прижиттєво забарвлених клітин, так і модифікованих методом віртуальної дисекцїї окремих структурних елементів для конкретизації функціональної ролі останніх. Вперше розкрито біофізичні механізми, що визначають генерацію різноманітних власних патернів вихідних сигналів, як простих, так і складних, включаючи стохастичні, у нейронах з дендритами, що мають складну метрично асиметричну геометрію галуження та нелінійні електричні мембранні властивості. Вперше виявлено тонку організацію електричних станів збудливих мембран - показана можливість існування в них множинних станів збудження, котрі відрізняються рівнями, часом виникнення та тривалістю мембранної деполяризації, що має тенденцію до самопідтримання. Вперше встановлено, що нейронам різних типів, істотно відмінним за структурою та мембранними властивостями дендритів, притаманні загальні закономірності зв’язку між складністю та регулярністю часового патерну на виході клітини, а також інтенсивністю тонічного синаптичного збудження, однорідно розподіленого по дендритах. Зазначено, що загальними є генерація простих періодичних імпульсних патернів низької або високої частоти за, відповідно, низької або високої інтенсивності збудження, та генерація складних періодичних або стохастичних патернів за інтенсивності збудження у певному проміжному діапазоні. Зауважено, що особливістю є залежність останнього від розмірів дендритного розгалуження: великорозмірним розгалуженням притаманні менші інтенсивності цього характеристичного діапазону. Вперше визначено конкретні ролі розміру метричної асиметрії та складності дендритного розгалуження, а також кінетичних властивостей іонних каналів, що населяють дендритну мембрану, у формуванні особливостей просторово-часових патернів власної електричної активності нейронів різних типів.

• Кулагіна Ірина Борисівна (біологічні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"