Статья опубликована в Трудах Национальной академии наук дает убедительные доказательства для нового типа коммуникации между нервными клетками в мозге.
Результаты могут иметь значение для профилактики и лечения эпилепсии, и, возможно, в исследовании других аспектов функционирования мозга, от творческих мыслительных процессов психического заболевания, такие, как шизофрения.
Работа была выполнена совместно учеными в SUNY Downstate Medical Center в Бруклине, Нью-Йорк, Университета штата Колорадо в Форт Коллинз, штат Колорадо, горе Синай школы медицины в Манхэттене, Нью-Йорк, и Университета Ньюкасла в Великобритании. Ведущий автор был д-р Фарид Hamzei-Sichani, MD / PhD студент Downstate медицинский центр, работающий в лаборатории Роджера Трауб, доктор медицинских наук, профессор физиологии и фармакологии и неврологии в SUNY Downstate.
Эпилепсия группа расстройств характеризуется периодически возникновения спонтанных припадков затрагивает примерно одну половину одного процента населения США, и более высокий процент по-прежнему в развивающихся странах. Примерно одна треть пациентов, судороги должным образом не контролируется видах лечения. Проблемы могут возникнуть в способности пациентов функция у себя дома и в обществе.
Эпилептические припадки, обычно рассматривается с учетом дисбаланса между способности нервных клеток, чтобы возбудить друг друга, с одной стороны, и подавлять друг друга, с другой стороны. Возбуждение и торможение происходят потому, что активность нервных клеток приводит к освобождению частности химических веществ, называемых нейротрансмиттеров в специализированных переходов, которые называются химические синапсы. Нейротрансмиттеров диффузного через крошечные пространства между нервными клетками, а затем связываются с белками (так называемые рецепторы) на другие нервные клетки. Связывание медиатора с рецептором, в свою очередь, вызывает возбуждение или торможение в других нервных клеток.
Это классическое средство коммуникации между нервными клетками, и лежит в основе большинства современных представлений о том, как мозг обрабатывает информацию и контролирует мышцы тела .* захвата, как предполагают, происходит, когда слишком много химических синаптического возбуждения, и / или недостаточно торможения.
Существует, однако, еще одно средство для нервных клеток, чтобы общаться друг с другом, называемые щелевые контакты. Щелевые контакты позволяют электрический ток течь непосредственно от одной клетки к другой, без привлечения выпуск и распространение передатчик химических веществ, а можно рассматривать как «короткие замыкания связи или параллелизма с пути, через которые клетки обычно общаются.
Щелевые контакты можно найти во многих частях тела, таких как сердце. Щелевые контакты между нервными клетками были наиболее изученных в старых позвоночных животных (например, рыба) и у беспозвоночных (таких, как пиявки и крабы), кроме того, щелевые контакты у млекопитающих были изучены, которые существуют между нервными клетками, которые производят торможение, то есть между клетками , которые не являются в первую очередь, участвующих в эпилептические припадки. Щелевые контакты между нервных клеток в мозге млекопитающих традиционно не были частью мышления неврологов.
Одним из источников о том, что щелевые контакты имеют жизненно важное значение при эпилепсии пришла из наблюдений мозговые волны, которые отражаются непосредственно перед захватом начинается: эти волны могут возникать при очень высоких частотах, 100 раз в секунду или даже больше. Это наблюдение, а также другие эксперименты, проведенные в Европе, начиная 10 лет назад, во главе одного из авторов статьи PNAS (Roger Трауб, в SUNY Downstate), чтобы предложить новую гипотезу: что возбуждающие нервные клетки клетки наиболее важных в генерации эпилептических приступы также связаны между собой щелевые контакты, то есть щелевые контакты не ограничиваются клетки, которые производят торможение. Кроме того, щелевые контакты между нервных клетках, согласно прогнозам, произойти в неожиданном месте: аксоны клеток (аксона части клетки, что позволяет распространения сигнала на большие расстояния).
Такая гипотеза, естественно, спорным. Ученые хотели видеть эти предлагаемые переходы пробел. Но щелевые контакты являются крошечными, и, видя их необходимо использовать электронный микроскоп, прибор в состоянии решить структурные детали, размер которых меньше длины волны видимого света на детали масштабах десятков ангстрем (ангстрем примерно диаметр атома водорода). Применение электронного микроскопа для изучения крошечных структур в нервных клетках особого интереса доктор Патрик Хоф из горе Синай школы медицины, еще один из авторов PNAS. Кроме того, в исследовании щелевые контакты, использование электронного микроскопа часто объединялся с химическим (антитела) методы, которые позволяют определить, какие белки присутствуют в пределах переходов. Такие методы были начаты д-р Джон Раш из Университета штата Колорадо, и применяются Доктор Наоми Kamasawa в лаборатории доктора Сыпь на: оба являются также авторами статьи PNAS.