Нейронауки

Нейрофизиология в широком смысле определяется как изучение функций нервной системы. В этой области ученые исследуют центральную и периферическую нервные системы на уровне целых органов, клеточных сетей, отдельных клеток или даже субклеточных компартментов. Объединяющей чертой этой многогранной дисциплины является интерес к механизмам, которые приводят к генерации и распространению электрических импульсов внутри нейронов и между ними. Эта тема важна не только для понимания удивительных...

Мембраны нейронов содержат ионные каналы, которые контролируют перемещение заряда внутрь и из клетки, регулируя тем самым возбуждение нейронов. Одним из крайне полезных методов исследования биофизических свойств этих каналов является метод локальной фиксации потенциала (patch clamp). При использовании этого метода нейробиологи прижимают полированную стеклянную микропипетку к клетке и создают вакуум для формирования контакта с высоким сопротивлением. В результате этого процесса изолируется...

Ионы кальция играют неотъемлемую роль в функционировании нейронов: они выступают в качестве внутриклеточных сигналов, способных вызывать такие ответы, как изменение экспрессии генов и высвобождение нейромедиаторов из синаптических везикул. Внутри клетки концентрация кальция крайне динамична благодаря наличию насосов, которые селективно транспортируют эти ионы в ответ на различные сигналы. Кальциевый имиджинг использует внутриклеточный поток кальция для прямой визуализации кальциевой...

Нейроанатомия — это изучение структур нервной системы и их связи с функциями организма. Одним из направлений работы нейроанатомов является исследование макроскопических структур центральной и периферической нервных систем, таких как корковые извилины на поверхности головного мозга. Однако ученых в этой области также интересуют микроскопические взаимосвязи между нейронами и глией — двумя основными типами клеток нервной системы.В данном видео представлен краткий обзор истории нейроанатомических...

Стереотаксическая хирургия — это метод, используемый для манипуляций с головным мозгом живых животных. Эта техника позволяет исследователям точно воздействовать на глубокие структуры мозга с помощью стереотаксического атласа, который предоставляет трехмерные координаты каждой области относительно анатомических ориентиров на черепе. После обнажения черепа анестезированные животные фиксируются в специализированном приборе, называемом стереотаксической рамой, которая обеспечивает точное...

Для изучения клеточного, структурного и молекулярного строения тканей и органов исследователи используют метод, известный как гистологическое окрашивание. При применении данной методики исследуемая ткань фиксируется с помощью химических фиксаторов и подвергается секционированию, то есть нарезанию на очень тонкие срезы. Затем применяются различные методы окрашивания для создания контраста в визуально однородных срезах. В нейроанатомических исследованиях гистологические методы часто используются...

Поведенческая нейронаука изучает то, как нервная система управляет поведением, и каким образом различные функциональные области и сети мозга коррелируют с конкретными формами поведения и патологическими состояниями. Исследователи в этой области используют широкий спектр экспериментальных методов: от сложных техник обучения животных до высокотехнологичных экспериментов по визуализации мозга у людей.В этом видео сначала приводится исторический обзор некоторых основных этапов, которые привели к...

Водный лабиринт Морриса является одним из наиболее широко используемых поведенческих тестов для изучения пространственного обучения и памяти. На начальных этапах данного задания грызуны должны доплыть до платформы, чтобы выбраться из бассейна с водой. Затем платформу скрывают под поверхностью воды, поэтому животному необходимо запомнить ее местоположение, чтобы выбраться. Эта простая, но эффективная конструкция лабиринта может быть использована для оценки когнитивных функций, изучения моделей...

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) представляет собой неинвазивный метод нейровизуализации, используемый для исследования функций мозга и когнитивных процессов как у здоровых людей, так и у групп лиц с патологическими состояниями мозга. Функциональная МРТ использует сигнал магнитного резонанса для обнаружения изменений кровотока, которые связаны с нейронной активацией при выполнении конкретной задачи. Это становится возможным благодаря тому, что гемоглобин в крови обладает...

Клеточная и молекулярная нейробиология является одной из самых новых и быстро развивающихся субдисциплин в области нейронаук. Исследуя влияние генов, сигнальных молекул и морфологии клеток, ученые в этой области получают важнейшие сведения о нормальном развитии и функционировании мозга, а также о первопричинах многих патологических состояний. Это видеовведение в захватывающий мир клеточной и молекулярной нейробиологии начинается с хронологии знаковых исследований: от открытия ДНК в 1953 году до...

Сложность мозга часто требует от нейробиологов использования более простых систем для проведения экспериментальных манипуляций и наблюдений. Одним из эффективных подходов является создание первичной культуры путем препарирования тканей нервной системы, их диссоциации до отдельных клеток и последующего выращивания этих клеток in vitro. Первичные культуры делают нейроны и глию легкодоступными для экспериментальных инструментов, необходимых для таких методов, как генетическая модификация и...

Трансфекция — процесс переноса генетического материала в клетки — является мощным инструментом для быстрого и эффективного манипулирования экспрессией генов в клетках. Поскольку этот метод может быть использован для подавления экспрессии специфических белков или для стимуляции экспрессии чужеродных или модифицированных белков, трансфекция представляет собой крайне полезный инструмент в изучении клеточных и молекулярных процессов, определяющих функционирование нейронов. Однако зрелые нейроны...

Сложная структура нервной системы позвоночных формируется в результате серии комплексных событий, включающих дифференцировку клеток, миграцию клеток и изменения их морфологии. Изучение этих процессов имеет принципиальное значение для понимания функций нервной системы, а также для диагностики и лечения расстройств, возникающих вследствие аномального развития. Однако нервные ткани относительно труднодоступны для экспериментальных манипуляций, особенно у эмбрионов млекопитающих. В связи с этим...

In utero электропорация является важным методом изучения молекулярных механизмов, определяющих пролиферацию, дифференцировку, миграцию и созревание клеток в процессе развития нервной системы. Электропорация позволяет осуществлять быструю и направленную доставку материала в клетки, используя электрические импульсы для создания временных пор в клеточных мембранах. Хотя традиционно электропорация применялась в исследованиях in vitro, достижения науки расширили область ее использования на целые...

Нейробиология развития — это область науки, изучающая формирование нервной системы от ранних эмбриональных стадий до взрослого состояния. Хотя известно, что нейральные клетки-предшественники проходят через предсказуемые этапы пролиферации, дифференцировки, миграции и созревания, механизмы, контролирующие переход через каждую из этих стадий, изучены не полностью. Изучение развития важно не только для понимания того, как собираются сложные структуры, но и для характеристики и лечения нарушений...