Глава 1. Передача информации и структурная организация мозга

31

Electrode in cortex

•Light

ского стимула кончиков пальцев служат из­бирательным стимулом для конкретных ней­ронов той области неокортекса, в которой происходит переработка информации о на­правлении тактильной стимуляции.

Можно сделать два важных заключе­ния о принципах переработки информации в нервной системе: (1) нервные клетки игра­ют роль составляющих элементов для «по­строения» восприятия; (2) значение сигнала нейрона может быть очень сложным и зави­сеть от входных сигналов.

(E)

0 12 3 Time (s)

Рис. 1.15. Передача информации потенциалами действия. (А) Ответ клетки зрительной коры кош­ки на предъявление вертикальной полоски света. (В-Е) Ответы на стимулы другой ориентации.

Fig. 1.15. Information Conveyed by Action Poten­tials. Extracellular recordings from a neuron in the cerebral cortex of a lightly anesthetized cat. Action potentials in this cell indicate that a bar of light that is almost vertical shines on one particular part of the visual field. The small drawings to the left of the graphs show how visual stimuli such as bars or edges with different orientations and positions are presented to the eye. (A) The cortical cell fires a burst of action potentials when the light stimulus consists of a vertical bar of light in one particular part of the visual field. (B-E) Bars with different orientations or diffuse light fail to evoke action potentials. The cortical cell integrates information arriving by way of relays from a large number of photoreceptors, some of which (corresponding to those illuminated by the vertical bar) give rise to excitation on the cortical cell, the others giving rise to inhibition. (After Hubel and Wiesel 1959.)

§ 3. Клеточная и молекулярная биология нейронов

Как и другие типы клеток организма, нейро­ны в полной мере обладают клеточными меха­низмами метаболической активности, синтеза белков мембраны (например, белков ионных каналов и рецепторов). Более того, белки ион­ных каналов и рецепторов направленно транс­портируются к местам локализации в кле­точной мембране. Специфичные для натрия или калия каналы расположены на мембра­не аксонов ганглиозных клеток дискретными группами (кластерами). Эти каналы участвуют в инициации и проведении ПД.

Пресинаптические терминали, образован­ные отростками фоторецепторов, биполярных клеток и других нейронов, содержат в своей мембране специфические каналы, через ко­торые могут проходить ионы кальция. Вход кальция запускает выделение медиатора. Ка­ждый тип нейронов синтезирует, хранит и вы­деляет определенный вид медиатора(ов). В от­личие от многих других белков мембраны, ре­цепторы для специфических медиаторов рас­положены в точно определенных местах — постсинаптических мембранах. Среди белков мембраны известны также белки-насосы или транспортные белки, роль которых заключа­ется в сохранении постоянства внутреннего содержимого клетки.

Основным отличием нервных клеток от остальных видов клеток организма является наличие длинного аксона. Так как в аксо­нах нет биохимической «кухни» для синтеза белков, все основные молекулы должны пе­реноситься к терминалям с помощью про­цесса, называемого аксональным транспортом, причем часто на очень большие расстояния. Все молекулы, необходимые для поддержания структуры и функции, равно как и молекулы

32