В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Neuroscience, ученые из Морской биологической лаборатории (Marine Biological Laboratory) обнаружили, что тон голоса имеет значение в нейронной коммуникации.
В ранних исследованиях ученые провели эксперимент. Авторы применили к нейронам электричество, чтобы вызвать потенциал действия, затем быстро замораживали нейроны и делали снимок. Исследователи наблюдали, как несколько синаптических везикул сливаются одновременно во многих синапсах. Однако, в новом исследовании ученые делали изображения каждые 3 миллисекунды после потенциального действия.
Таким образом, ученые нашли ответ на важный вопрос – как нейроны изменяют тон своего сигнала нейротрансмиссии?
В любой момент времени только несколько синаптических пузырьков находятся в «пристыкованном» положении, что означает загруженность и готовность к высвобождению нейромедиатора. Сразу после потенциала действия количество пристыкованных везикул уменьшается на 40%, поэтому после 2-3 потенциалов действия пристыкованные везикулы будут опустошены. То есть их сигнал или «голос» будут становиться все слабее и слабее по мере того, как индуцируется больше потенциалов действия.
Ученые обнаружили, что в течение 14 миллисекунд после потенциала действия новые везикулы быстро набираются в пристыкованный пул, который может сливаться и соединяться. Синаптический везикул высвобождает нейротрансмиттер, и это рекрутирование является временным, так что нейротрансмиссия может быть сильной или слабой в миллисекундном масштабе времени. Это первый взгляд на нейронную коммуникацию крупным планом, который складывается с временной точки зрения.
Другими словами, ученые определили механизм, который нейроны используют для передачи интонаций. Каждая пристыкованная везикула похожа на слово, которое нейроны могут использовать для коммуникации в любой момент.
На протяжении десятилетий было известно, что нейроны могут говорить более чем несколько слов за раз, и они также могут изменять тон этих слов. Исследователи показали, что нейроны постоянно вводят больше слов, но, просто изменяя количество пузырьков, они могут повышать или понижать голос. Если человек задает вопрос, он повышает интонацию в конце предложения – нейроны делают это, изменяя количество пристыкованных пузырьков, готовых к работе.
Авторы другого исследования разрабатывают новые методы лечения болезни двигательных нейронов.
