Исследование влияния астроцитарных сетей на функциональную активность нейронных сетей in vitro. Особенности функциональных взаимодействий нейрон-астроцитарных сетей
Заказать уникальную курсовую работу- 27 27 страниц
- 42 + 42 источника
- Добавлена 25.04.2023
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
1.1. Краткий обзор экспериментальных исследований функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей
1.2. Роль астроглии в формировании и функционировании центральной нервной системы
1.3. Астроцитарное влияние на локальную синаптическую активность и пластичность
1.4. Математические модели нейрон-астроцитарных сетей
1.5. Современные методические подходы к изучению нейронных сетей
ГЛАВА 2. Новые методы восстановления гетерогенной структуры нейронных сетей.
2.1. Моделирование травм мозга in vitro и новые методы восстановления гетерогенной структуры нейронных сетей.
2.2. Влияние меди на жизнеспособность и функциональные свойства нейронов гиппокампа in vitro.
ГЛАВА 3. Динамика вызванной биоэлектрической активности нейронных сетей in vitro
3.1. Биоэлектрическая активность нейронных сетей in vitro
3.2. Изучение спонтанной биоэлектрической активности двух иерархически
связанных нейронных сетей in vitro.
3.3. Механизмы функционирования нейронных сетей in vitro в процессе
развития и при воздействии стресс-факторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
Идет усложнение структуры синапсов и функциональной сетевой структуры. 14-16 день характеризуется появлением аксошипиковых зрелых контактов, в том числе перфорированных синапсов (рис.6), усложнением рисунка пачечной активности сети в виде сложных пачек и повышением частоты единичных Са2+-осцилляций (рис.7). К 21-28 дню культура достигает стабильного состояния. На этом этапе доминируют зрелые синаптические контакты, сложные инвертированные пачки и кальциевые суперосцилляции. Все это свидетельствует о формировании морфофункциональной зрелой нейронной сети. Последующее развитие культуры гиппокампа характеризуется стабильностью функциональной активности, появлением более сложных форм синапсов (перфорированные, конвергентные и дивергентные) (рис.6). В таком стабильном состоянии нейронная сеть и вся культура может находиться достаточно долго (в условиях хронического эксперимента доказана возможность культивирования вплоть до 287 дня развития invitro).В результате проведенных нами исследований показано, что нейронные сети первичных культур клеток гиппокампа являются адекватной моделью нейронных сетей головного мозга и обладают не только морфологическими, но и всеми функциональными признаками нейронных сетей головного мозга. Развитие молекулярной биологии делает возможным получение культуры человеческих нейронов от доноров и пациентов, страдающих генетически-детерминированными патологиями. Представляет интерес возможность исследования процессов формирования и особенностей функционирования нейронных сетей, полученных из человеческих фибробластов.Рисунок 8. Процент аггрекан-положительных клеток в диссоциированной культуре гиппокампа на разных сроках развития invitroРисунок 9. Изменение показателей спонтанной биоэлектрической активности нейронной сети в зависимости от дня развития диссоциированной культуры: А -межпачечный интервал, Б - количество спайков в пачке, В – длительность пачки, Г – средняя частота спайков в пачке. * – статистически значимое отличие с 5 днем развития invitro(p <0,05, критерий Уилкоксона)Рисунок 10. Электронно-микроскопические изображения первичных культур гиппокампа на 5 (а, б), 7 (в, г), 14 (д), 21 (е) и 30 (ж, з) день развития культуры invitro. а – сома-соматический симметричный контакт, б – аксо-аксональный симметричный контакт, в – смешанный аксо-аксональный контакт, сочетающий в себе десмосому и ассиметричный контакт, г – аксо-дендритный десмосовидный контакт, синаптические везикулы не подходят к пресинаптическому уплотнению синапса, д – аксо-шипиковый перфорированный и аксо-дендритный синапсы, е – аксо-дендритный ассиметричный конвергентный контакт, ж – аксо-шипиковый ассиметричный контакт, з – перфорированный аксо-дендритный ассиметричный синапс. Обозначения: стрелка – контакт; псевдоцвета: зеленый – аксон, синий – дендрит, розовый – дендритный шипик, желтый – сома, оранжевый – ядро. Масштаб: 0,5Рисунок 11. Показатели функциональной кальциевой активности на разных этапах развития диссоциированной культуры гиппокампа: А - длительность Са2+ осцилляций; Б - частота Са2+осцилляций суперосцилляций, В - процент клеток,проявляющих спонтанную кальциевую активность.* - статистически значимое отличие, p <0,05, **- статистически значимое отличие, p <0,01 (критерий Манна Уитни)ЗАКЛЮЧЕНИЕОдной из актуальных проблем современной биологии и нейромедициныявляется изучение клеточных механизмов регуляции функциональной активности нейронной сети.Установлено,чтовмоделивзаимодействующихнейроннойиастроцитарнойсетейпространственноекодированиеактивностинейроннойсети,обусловленноесетьюастроцитов,увеличиваетинтегрированнуюинформациювнейронной сети.Методамиматематическогомоделированияпродемонстрировано,чтоастроцитыосуществляюткоординациюисинхронизациюпотоковнейроннойактивности,чтопозволяетмозгуэффективнообрабатыватьинформацию при решении когнитивных задач как на клеточном, так и насетевомуровне.Периодическаяактивностьнейроннойсетиивызваннаяейпоследовательнаястимуляцияастроцитаприводиткформированиюнерегулярных кальциевыхсигналовсложнойформы.Вмоделивзаимодействующихнейроннойиастроцитарнойсетейвлияниеастроцитовприводитквозникновениюкоррелированныхвовременипаттерновнейроннойактивности,обусловленныхастроцит зависимым усилением синаптического взаимодействия между нейронаминавременныхмасштабах астроцитарной динамики.Изучение влияния регуляторных молекул на процессы жизнедеятельности клеток при моделировании стресс-факторов позволяет говорить о том, что изучаемые биоактивные вещества являются неотъемлемой частью эндогенной антигипоксической системы и способнызначительнорегулироватьклеточныйгомеостаз.ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРАВасиленко С.А., Говоруха Д.А., Кауров М.М., Ермола Ю.А. Нейрон-астроцитарные взаимодействия в норие и при болезни Альцгеймера // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2022. – № 4. – С.84-89;URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=1278PeknyM., PeknaM., MessingA., SteinhäuserC., LeeJ.M., ParpuraV.,etal. Astrocytes: a central element in neurological diseases. Acta Neuro-pathol. 2016; 31(3): 323-45.von Bartheld C.S., Bahney J., Herculano-Houzel S. The search for truenumbers of neurons and glial cells in the human brain: A review of 150yearsof cell counting.J Comp Neurol.2016; 15; 524(18):3865-95. Oh S.J., Lee C.J. Distribution and Function of the Bestrophin-1 (Best1)Channel in theBrain.expNeurobiol. 2017;26(3): 113-21.Larsen B.R., Stoica A., MacAulay N. Managing Brain Extracellular K+duringNeuronalActivity:ThePhysiologicalRoleoftheNa+/K+-ATPaseSubunitIsoforms. Front Physiol. 2016;7: 141.Bellot-SaezA.,KékesiO.,MorleyJ.W.,BuskilaY.AstrocyticmodulationofneuronalexcitabilitythroughK+spatialbuffering.NeuroscibiobehavRev. 2017; 77: 87-97.Yu A., Salazar H., Plested A.J.R., Lau A.Y. Neurotransmitter FunnelingOptimizesGlutamateReceptorKinetics.Neuron.2018;97(1):139-49.YuA, LauAY.Energetics of GlutamateBinding toan Ionotropic Gluta-mate Receptor. JPhysChem b. 2017; 121(46):10436-42.Zhou Q., Sheng M. NMDA receptors in nervous system diseases. Neu-ropharmacology.2013; 74: 69-75. DzambaD.,HonsaP.,ValnyM.,KriskaJ.,ValihrachL.,NovosadovaV.etal.QuantitativeAnalysisofGlutamateReceptorsinGlialCellsfromtheCortexof GFAP/EGFP Mice Following Ischemic Injury: Focus on NMDA Recep-tors.CellMolNeurobiol.2015;35(8):1187-202. PirttimakiT.M.,SimsR.E.,SaundersG.,AntonioS.A.,CodaduN.K.,Parri H.R. Astrocyte-mediated neuronal synchronization properties revealed byfalsegliotransmitterrelease.JNeurosci.2017;37(41):9859-70.Hathaway H.A., Pshenichkin S., Grajkowska E., Gelb T., Emery A.C.,Wolfe B.B. et al., Pharmacological characterization of mGlu1 receptorsin cerebellar granule cells reveals biased agonism. Neuropharmacology.2015; 93: 199-208. doi: 10.1016/j.neuropharm.2015.02.007.HirayamaY.,Ikeda-MatsuoY.,NotomiS.,EnaidaH.,KinouchiH.,Koi-zumi S. Astrocyte-mediated ischemic tolerance. J Neurosci. 2015; 35(9):3794-805. H.J. Whitwell, M.G. Bacalini, O. Blyuss, S. Chen, P. Garagnani, S.Y.Gordleeva,S.Jalan,M.V.Ivanchenko,O.I.Kanakov,V.Kustikova,I.P.Mariño, I.B. Meyerov, E. Ullner, C. Franceschi, A. Zaikin. The Human Body as a SuperNetwork: Digital Methods to Analyze the Propagation of Aging // Frontiers inAging Neuroscience.2020.12,136. O.I.Kanakov,S.Y.Gordleeva,A.V.Ermolaeva,S.Jalan,A.ZaikinAstrocyte-inducedpositiveintegratedinformationinneuron-astrocyteensembles //PhysicalReviewE.2019.99(1),012418.S.Y.Gordleeva,A.V.Ermolaeva,I.A.Kastalskiy,V.B.Kazantsev.AstrocyteasSpatiotemporalIntegratingDetectorofNeuronalActivity//Frontiersin Physiology.2019.10,294. Y.-W. Wu, S.Y. Gordleeva, X. Tang, P.-Y. Shih, Y. Dembitskaya, A.V.Semyanov.Morphologicalprofiledeterminesthefrequencyofspontaneouscalciumeventsin astrocyticprocesses // Glia.2019.67 (2),246-262.С.Ю.Гордлеева,С.А.Лебедев,М.А.Румянцева,В.Б.КазанцевАстроцит какдетекторсинхронныхсобытий нейронной сети //ПисьмаЖЭТФ.2018.107(7),464-469. V.B.Kazantsev,S.Y.Gordleeva,S.V.Stasenko,A.E.DityatevAppearance of multistability in a neuron model with network feedback // JETPletters.2013.96(11),739-742. Allen N. J. and Eroglu C. Cell biology of astrocyte-synapse interactions. Neuron, 96, 697–708, 2017. Araque A. Carmignoto G., Haydon P. G., Oliet S. H. R., Robitaille R. and Volterra A.Gliotransmitterstravel in timeand space.Neuron,81, 728–739, 2014.Castillo X., Castro-Obregón S., Gutiérrez-Becker B., Gutiérrez-Ospina G., Karalis N.,KhalilA.A,Lopez-NoguerolaJ.S.,RodríguezL.L.,Martínez-MartínezE.,Perez-CruzC.,Pérez-VelázquezJ.,PiñaA.L.,RubioK.,GarcíaH.P.,SyedaT.,Vanoye-CarloA., VillringerA.,WinekK.andZilleM.Re-thinkingtheEtiologicalFrameworkofNeurodegeneration. Front. Neurosci., 131, 728, 2019. Baker D. J. and Petersen R. C. Cellular senescence in brain aging and neurodegenerativediseases:evidenceandperspectives.TheJournalofclinicalinvestigation,128,1208–1216,2018.Bellesi M., deVivo L., Chini M., Gilli F., Tononi G. and Cirelli C. Sleep loss promotesastrocyticphagocytosisandmicroglialactivationinmousecerebralcortex.TheJournalofNeuroscience,37(21), 5263–5273, 2017.Barak O. and Tsodyks M. Working models of working memory. Curr. Opin. Neurobiol.,25, 20–24, 2014.Chaudhuri R. and Fiete I. Computational principles of memory. Nat. Neurosci., 19, 394–403, 2016.Edwards J.R. and Gibson W.G. A model for Ca2+ waves in networks of glial cells incorporating both intercellular and extracellular communication pathways. J.Theor. Biol.263, 45–58, 2010.Chen N. C., Partridge A. T., Tuzer F., Cohen J., Nacarelli T., Navas-Martın S., Sell C.,TorresC.andMartın-GarcıaJ.Inductionofasenescence-likephenotypeinculturedhumanfetalmicrogliaSeminImmunopatholduringHIV-1infection.TheJournalsofGerontology:Series A, 73(9), 1187–1196, 2018.Dupont G. and Goldbeter A. One-pool model for Ca2+ oscillations involving Ca2+ andinositol 1,4,5-trisphosphate as co-agonists for Ca2+ release. Cell Calcium, 14(4), 311–322, 1993.CastilloX., Castro-ObregónS., Gutiérrez-BeckerB., Gutiérrez-OspinaG., KaralisN.,KhalilA.A,Lopez-NoguerolaJ.S.,RodríguezL.L.,Martínez-MartínezE.,Perez-CruzC.,Pérez-VelázquezJ.,PiñaA.L.,RubioK.,GarcíaH.P.,SyedaT.,Vanoye-CarloA., VillringerA.,WinekK.andZilleM.Re-thinkingtheEtiologicalFrameworkofNeurodegeneration. Front. Neurosci., 131, 728, 2019.Clasadonte J., Scemes E., Wang Z., Boison D. and Haydon P. G. Connexin 43-mediatedastroglialmetabolicnetworkscontributetotheregulationofthesleep-wakecycle.Neuron,95, 1365–1380.e5,2017.D’EspositoM.andPostleB.R.Thecognitiveneuroscienceofworkingmemory.Annu.Rev.Psychol., 66, 115–142, 2015.DePittàM.andBrunelN.Modulationofsynapticplasticitybyglutamatergicgliotransmission?:A modelingstudy.Neural Plast., 2016DePittàM.,VolmanV.,BerryH.,ParpuraV.,VolterraA.andBen-JacobE.Computationalquestforunderstandingtheroleofastrocytesignalinginsynaptictransmissionandplasticity.Front. Comput. Neurosci., 6, 1–25, 2012.VillringerA.,WinekK.andZilleM.Re-thinkingtheEtiologicalFrameworkofNeurodegeneration. Front. Neurosci., 131, 728, 2019.MesejoP.,Ibá̃nezO.,Fernández-BlancoE.,CedrónF.,PazosA.andPorto-PazosA.B.Artificialneuron-glianetworkslearningapproachbasedoncooperativecoevolution.Int.J.NeuralSyst., 25, 1550012, 2015.Min R. and Nevian T. Astrocyte signaling controls spike timing-dependent depression atneocorticalsynapses.Nat. Neurosci., 15, 746–753, 2012.Perry V. H. and Holmes C. Microglial priming in neurodegen-erative disease. Nat RevNeurol,10(4), 217–224, 2014.Periwal A. Cellular senescence in the Penna model of aging. Phys Rev E, 88(5), 052702,2013.Madhavan R., Chao Z.C., Potter S.M. Spontane-ous bursts are better indicators of tetanus-induced plas-ticity than responses to probe stimuli // Proceeding ofSecond International IEEE EMBS Conference on NeuralEngineering. Arlington, VA, 16–12 march 2005. P. 434–437.Pan L., Song X., Xiang G., et al. First spike rankorder as a reliable indicator of burst initiation and itsrelation with early-to-fire neurons // IEEE Trans. Bio-med.Eng.2009.V.56.№6.P.1673–1682.Wagenaar D., Pine J., Potter S. M. Effective pa-rameters for stimula-tion of dissociated cultures usingmulti-electrodearrays//J.Neurosci.Methods.2004.V.138. P.27–37.
1. Василенко С.А., Говоруха Д.А., Кауров М.М., Ермола Ю.А. Нейрон-астроцитарные взаимодействия в норие и при болезни Альцгеймера // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2022. – № 4. – С.84-89; URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=1278
2. Pekny M., Pekna M., Messing A., Steinhäuser C., Lee J.M., Parpura V., et al. Astrocytes: a central element in neurological diseases. Acta Neuro- pathol. 2016; 31(3): 323-45.
3. von Bartheld C.S., Bahney J., Herculano-Houzel S. The search for true numbers of neurons and glial cells in the human brain: A review of 150 years of cell counting. J Comp Neurol. 2016; 15; 524(18): 3865-95.
4. Oh S.J., Lee C.J. Distribution and Function of the Bestrophin-1 (Best1) Channel in the Brain. exp Neurobiol. 2017; 26(3): 113-21.
5. Larsen B.R., Stoica A., MacAulay N. Managing Brain Extracellular K+ during Neuronal Activity: The Physiological Role of the Na+/K+-ATPase Subunit Isoforms. Front Physiol. 2016; 7: 141.
6. Bellot-Saez A., Kékesi O., Morley J.W., Buskila Y. Astrocytic modulation of neuronal excitability through K+ spatial buffering. Neurosci biobehav Rev. 2017; 77: 87-97.
7. Yu A., Salazar H., Plested A.J.R., Lau A.Y. Neurotransmitter Funneling Optimizes Glutamate Receptor Kinetics. Neuron. 2018; 97(1): 139-49.
8. Yu A, Lau AY. Energetics of Glutamate Binding to an Ionotropic Gluta- mate Receptor. J Phys Chem b. 2017; 121(46): 10436-42.
9. Zhou Q., Sheng M. NMDA receptors in nervous system diseases. Neu- ropharmacology. 2013; 74: 69-75.
10. Dzamba D., Honsa P., Valny M., Kriska J., Valihrach L., Novosadova V. et al. Quantitative Analysis of Glutamate Receptors in Glial Cells from the Cortex of GFAP/EGFP Mice Following Ischemic Injury: Focus on NMDA Recep- tors. Cell Mol Neurobiol. 2015; 35(8): 1187-202.
11. Pirttimaki T.M., Sims R.E., Saunders G., Antonio S.A., Codadu N.K., Parri H.R. Astrocyte-mediated neuronal synchronization properties revealed by false gliotransmitter release. J Neurosci. 2017; 37(41): 9859-70.
12. Hathaway H.A., Pshenichkin S., Grajkowska E., Gelb T., Emery A.C., Wolfe B.B. et al., Pharmacological characterization of mGlu1 receptors in cerebellar granule cells reveals biased agonism. Neuropharmacology. 2015; 93: 199-208. doi: 10.1016/j.neuropharm.2015.02.007.
13. Hirayama Y., Ikeda-Matsuo Y., Notomi S., Enaida H., Kinouchi H., Koi- zumi S. Astrocyte-mediated ischemic tolerance. J Neurosci. 2015; 35(9): 3794-805.
14. H.J. Whitwell, M.G. Bacalini, O. Blyuss, S. Chen, P. Garagnani, S.Y. Gordleeva, S. Jalan, M.V. Ivanchenko, O.I. Kanakov, V. Kustikova, I.P. Mariño, I.B. Meyerov, E. Ullner, C. Franceschi, A. Zaikin. The Human Body as a Super Network: Digital Methods to Analyze the Propagation of Aging // Frontiers in Aging Neuroscience. 2020. 12, 136.
15. O.I. Kanakov, S.Y. Gordleeva, A.V. Ermolaeva, S. Jalan, A. Zaikin Astrocyte-induced positive integrated information in neuron-astrocyte ensembles // Physical Review E. 2019. 99 (1), 012418.
16. S.Y. Gordleeva, A.V. Ermolaeva, I.A. Kastalskiy, V.B. Kazantsev. Astrocyte as Spatiotemporal Integrating Detector of Neuronal Activity // Frontiers in Physiology. 2019. 10, 294.
17. Y.-W. Wu, S.Y. Gordleeva, X. Tang, P.-Y. Shih, Y. Dembitskaya, A.V. Semyanov. Morphological profile determines the frequency of spontaneous calcium events in astrocytic processes // Glia. 2019. 67 (2), 246-262.
18. С.Ю. Гордлеева, С.А. Лебедев, М.А. Румянцева, В.Б. Казанцев Астроцит как детектор синхронных событий нейронной сети // Письма ЖЭТФ. 2018. 107(7), 464-469.
19. V.B. Kazantsev, S.Y. Gordleeva, S.V. Stasenko, A.E. Dityatev Appearance of multistability in a neuron model with network feedback // JETP letters. 2013. 96 (11), 739-742.
20. Allen N. J. and Eroglu C. Cell biology of astrocyte-synapse interactions. Neuron, 96, 697– 708, 2017.
21. Araque A. Carmignoto G., Haydon P. G., Oliet S. H. R., Robitaille R. and Volterra A. Gliotransmitters travel in time and space. Neuron, 81, 728–739, 2014.
22. Castillo X., Castro-Obregón S., Gutiérrez-Becker B., Gutiérrez-Ospina G., Karalis N., Khalil A.A, Lopez-Noguerola J. S., Rodríguez L. L., Martínez-Martínez E., Perez-Cruz C., Pérez-Velázquez J., Piña A. L., Rubio K., García H. P., Syeda T., Vanoye-Carlo A., Villringer A., Winek K. and Zille M. Re-thinking the Etiological Framework of Neurodegeneration. Front. Neurosci., 131, 728, 2019.
23. Baker D. J. and Petersen R. C. Cellular senescence in brain aging and neurodegenerative diseases: evidence and perspectives. The Journal of clinical investigation, 128, 1208–1216, 2018.
24. Bellesi M., deVivo L., Chini M., Gilli F., Tononi G. and Cirelli C. Sleep loss promotes astrocytic phagocytosis and microglial activation in mouse cerebral cortex. The Journal of Neuroscience, 37(21), 5263–5273, 2017.
25. Barak O. and Tsodyks M. Working models of working memory. Curr. Opin. Neurobiol., 25, 20–24, 2014.
26. Chaudhuri R. and Fiete I. Computational principles of memory. Nat. Neurosci., 19, 394– 403, 2016.
27. Edwards J.R. and Gibson W.G. A model for Ca2+ waves in networks of glial cells in corporating both intercellular and extracellular communication pathways. J.Theor. Biol. 263, 45–58, 2010.
28. Chen N. C., Partridge A. T., Tuzer F., Cohen J., Nacarelli T., Navas-Martın S., Sell C., Torres C. and Martın-Garcıa J. Induction of a senescence-like phenotype in cultured human fetal microglia Semin Immunopathol during HIV-1 infection. The Journals of Gerontology: Series A, 73(9), 1187–1196, 2018.
29. Dupont G. and Goldbeter A. One-pool model for Ca2+ oscillations involving Ca2+ and inositol 1,4,5-trisphosphate as co-agonists for Ca2+ release. Cell Calcium, 14(4), 311– 322, 1993.
30. Castillo X., Castro-Obregón S., Gutiérrez-Becker B., Gutiérrez-Ospina G., Karalis N., Khalil A.A, Lopez-Noguerola J. S., Rodríguez L. L., Martínez-Martínez E., Perez-Cruz C., Pérez-Velázquez J., Piña A. L., Rubio K., García H. P., Syeda T., Vanoye-Carlo A., Villringer A., Winek K. and Zille M. Re-thinking the Etiological Framework of Neurodegeneration. Front. Neurosci., 131, 728, 2019.
31. Clasadonte J., Scemes E., Wang Z., Boison D. and Haydon P. G. Connexin 43-mediated astroglial metabolic networks contribute to the regulation of the sleep-wake cycle. Neuron, 95, 1365–1380.e5, 2017.
32. D’Esposito M. and Postle B. R. The cognitive neuroscience of working memory. Annu. Rev. Psychol., 66, 115–142, 2015.
33. De Pittà M. and Brunel N. Modulation of synaptic plasticity by glutamatergic gliotransmission?: A modeling study. Neural Plast., 2016
34. De Pittà M., Volman V., Berry H., Parpura V., Volterra A. and Ben-Jacob E. Computational quest for understanding the role of astrocyte signaling in synaptic transmission and plasticity. Front. Comput. Neurosci., 6, 1–25, 2012.
35. Villringer A., Winek K. and Zille M. Re-thinking the Etiological Framework of Neurodegeneration. Front. Neurosci., 131, 728, 2019.
36. Mesejo P., Ibá ̃nez O., Fernández-Blanco E., Cedrón F., Pazos A. and Porto-Pazos A. B. Artificial neuron-glia networks learning approach based on cooperative coevolution. Int. J. Neural Syst., 25, 1550012, 2015.
37. Min R. and Nevian T. Astrocyte signaling controls spike timing-dependent depression at neocortical synapses. Nat. Neurosci., 15, 746–753, 2012.
38. Perry V. H. and Holmes C. Microglial priming in neurodegen-erative disease. Nat Rev Neurol, 10(4), 217–224, 2014.
39. Periwal A. Cellular senescence in the Penna model of aging. Phys Rev E, 88(5), 052702, 2013.
40. Madhavan R., Chao Z.C., Potter S.M. Spontane- ous bursts are better indicators of tetanus-induced plas- ticity than responses to probe stimuli // Proceeding of Second International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering. Arlington, VA, 16–12 march 2005. P. 434– 437.
41. Pan L., Song X., Xiang G., et al. First spike rank order as a reliable indicator of burst initiation and its relation with early-to-fire neurons // IEEE Trans. Bio- med. Eng. 2009. V. 56. № 6. P. 1673–1682.
42. Wagenaar D., Pine J., Potter S. M. Effective pa- rameters for stimula-tion of dissociated cultures using multi-electrode arrays // J. Neurosci. Methods. 2004. V. 138. P. 27–37.
Вопрос-ответ:
Какие исследования проводятся в области математического моделирования функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей?
На данный момент проводятся исследования, направленные на математическое моделирование функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей. Ученые разрабатывают компьютерные модели, которые позволяют изучать, как астроциты взаимодействуют с нейронами и как это влияет на функциональную активность нейронных сетей. Такие исследования помогают лучше понять механизмы, лежащие в основе работы мозга.
Какую роль играют астроциты в функционировании центральной нервной системы?
Астроциты играют важную роль в функционировании центральной нервной системы. Они выполняют ряд функций, таких как поддержание структуры и функционирования нейронных сетей, регуляция обмена веществ и баланса ионов, участие в синаптической передаче и обработке сигналов между нейронами. Кроме того, астроциты играют важную роль в образовании и поддержании гематоэнцефалического барьера, который защищает мозг от внешних воздействий.
Какие исследования были проведены для изучения функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей?
Было проведено множество исследований, направленных на изучение функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей. Одно из таких исследований показало, что активность астроцитов может влиять на синаптическую передачу и обработку информации между нейронами. Другие исследования показали, что астроциты могут участвовать в регуляции кровотока и обмена веществ в мозге. В целом, эти исследования свидетельствуют о важной роли астроцитов в функционировании нервной системы.
Какое влияние оказывают астроцитарные сети на функциональность нейронных сетей in vitro?
Исследования показывают, что астроцитарные сети оказывают значительное влияние на функциональность нейронных сетей in vitro. Они могут регулировать синаптическую передачу, модулировать активность нейронов и обеспечивать гомеостаз и пластичность нервной ткани.
Какие особенности функциональных взаимодействий между нейронами и астроцитами изучаются в области математического моделирования?
В области математического моделирования изучаются различные аспекты функциональных взаимодействий между нейронами и астроцитами. Это включает взаимодействия, связанные с обменом ионами, регуляцией pH и концентрации нейромедиаторов, а также синаптическую пластичность и изменение активности нейронов в ответ на разные стимулы.
Какую роль играют астроглия в формировании и функционировании центральной нервной системы?
Астроглия, включая астроциты, является важной составляющей центральной нервной системы. Они участвуют в формировании нейронных сетей, обеспечивают поддержку и питание нейронов, регулируют окружающую среду для правильного функционирования нейронов и играют роль в защите нервной ткани.
Какие результаты экспериментальных исследований говорят о функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей?
Экспериментальные исследования показывают, что астроциты активно участвуют в сигнализации нейронных сетей. Они могут обнаруживать и отвечать на синаптическую активность, регулировать концентрацию нейромедиаторов и ионов, а также модулировать синаптическую передачу и активность нейронов.
Каковы особенности исследований функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей?
Исследования функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей включают использование специальных методов и технологий, таких как оптическая и электрофизиологическая стимуляция, а также микроскопия на одиночных клетках. Это позволяет исследователям наблюдать непосредственные изменения в активности нейронов и астроцитов и изучать их взаимодействия.
Какие исследования проводятся по влиянию астроцитарных сетей на функциональную активность нейронных сетей?
Существуют различные исследования, которые изучают влияние астроцитов на функциональность нейронных сетей in vitro. Например, одно исследование демонстрирует, как астроцитарные сети могут регулировать синаптическую передачу и изменять активность нейронных сетей. Другие исследования исследуют роль астроцитов в обмене информацией между нейронами и их влияние на образование синапсов.
В чем состояние исследований в области математического моделирования функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей?
Исследования в области математического моделирования функциональной роли астроцитов в сигнализации нейронных сетей находятся в начальной стадии. Некоторые работы предлагают математические модели, которые учитывают влияние астроцитов на нейронную активность. Однако, данная область исследований требует дальнейшего развития и экспериментов для подтверждения предполагаемых модельных предсказаний.