Нейронауки

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

Клеточные мембраны нейронов заполнены ионными каналами, которые контролируют движение заряда внутрь и из клетки, тем самым регулируя возбуждение нейронов. Одним из чрезвычайно полезных методов исследования биофизических свойств этих каналов является запись патч-клэмпа. В этом методе нейробиологи помещают микропипетку из полированного стекла к клетке и применяют всасывание для формирования высокопрочного уплотнения. Этот процесс изолирует небольшой «участок» мембраны, который содержит один или...

Ионы кальция играют важную роль в функционировании нейронов: они действуют как внутриклеточные сигналы, которые могут вызывать такие реакции, как измененная экспрессия генов и высвобождение нейротрансмиттеров из синаптических везикул. Концентрация кальция в клетке очень динамична благодаря наличию насосов, которые избирательно транспортируют эти ионы в ответ на различные сигналы. Визуализация кальция использует внутриклеточный поток кальция для непосредственной визуализации передачи сигналов...

Нейроанатомия — это изучение структур нервной системы и того, как они связаны с функцией. Одним из основных направлений деятельности нейроанатомов являются макроскопические структуры в центральной и периферической нервной системах, такие как корковые складки на поверхности мозга. Тем не менее, ученых в этой области также интересуют микроскопические отношения между нейронами и глией – двумя основными типами клеток нервной системы. В этом видео представлен краткий обзор истории...

Стереотаксическая (или стереотаксическая) хирургия – это метод, используемый для манипуляций с мозгом живых животных. Этот метод позволяет исследователям точно нацеливаться на глубокие структуры мозга с помощью стереотаксического атласа, который предоставляет 3D-координаты каждой области относительно анатомических ориентиров на черепе. После того, как череп обнажен, животные под наркозом устанавливаются на специальный инструмент, известный как стереотаксическая рама, которая позволяет точно...

Для изучения клеточного, структурного и молекулярного расположения тканей и органов исследователи используют метод, известный как гистологическое окрашивание. В этой технике представляющая интерес ткань сохраняется с помощью химических фиксаторов и разрезается или разрезается на очень тонкие ломтики. Затем применяются различные техники окрашивания для обеспечения контраста с визуально однородными участками. При изучении нейроанатомии гистологические методы часто применяются для визуализации и...

Поведенческая нейронаука изучает, как нервная система управляет поведением, и как различные функциональные области и сети в мозге коррелируют с конкретным поведением и болезненными состояниями. Исследователи в этой области используют широкий спектр экспериментальных методов, начиная от сложных методов дрессировки животных и заканчивая сложными экспериментами по визуализации на людях. В этом видео сначала представлен исторический обзор некоторых основных этапов, которые привели к нашему...

Водный лабиринт Морриса является одним из наиболее широко используемых поведенческих тестов для изучения пространственного обучения и памяти. На начальных этапах этой задачи грызуны должны доплыть до платформы, чтобы выбраться из бассейна с водой. Затем платформа прячется под поверхностью воды, так что животное должно помнить свое местоположение, чтобы сбежать. Этот простой, но мощный лабиринт может быть использован для анализа когнитивных функций, изучения животных моделей нейродегенеративных...

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) — это неинвазивный метод нейровизуализации, используемый для исследования функции мозга и когнитивных функций человека как у здоровых людей, так и у людей с аномальными состояниями мозга. Функциональная МРТ использует сигнал магнитного резонанса для обнаружения изменений в кровотоке, которые связаны с активацией нейронов при выполнении определенной задачи. Это возможно потому, что гемоглобин в крови обладает различными магнитными свойствами...

Клеточная и молекулярная нейронаука является одной из самых новых и быстрорастущих дисциплин в нейронауке. Исследуя влияние генов, сигнальных молекул и клеточной морфологии, исследователи в этой области раскрывают важнейшие сведения о нормальном развитии и функционировании мозга, а также о первопричинах многих патологических состояний. Это видеовведение в увлекательный мир клеточной и молекулярной нейробиологии начинается с хронологии эпохальных исследований, начиная с открытия ДНК в 1953 году...

Сложность мозга часто требует от нейробиологов использования более простой системы для экспериментальных манипуляций и наблюдений. Один из эффективных подходов заключается в создании первичной культуры путем препарирования ткани нервной системы, ее диссоциации на отдельные клетки и выращивания этих клеток in vitro. Первичные культуры делают нейроны и глии легко доступными для экспериментальных инструментов, необходимых для таких методов, как генетические манипуляции и покадровая визуализация.

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 определенных белков или для управления экспрессией чужеродных или модифицированных белков, трансфекция является чрезвычайно полезным инструментом в изучении клеточных и молекулярных процессов, которые управляют функцией нейронов. Тем не менее, зрелые нейроны...

Сложная структура нервной системы позвоночных возникает в результате сложной серии событий, включающих дифференцировку клеток, миграцию клеток и изменения в морфологии клеток. Изучение этих процессов имеет важное значение для нашего понимания функции нервной системы, а также для нашей способности диагностировать и лечить расстройства, возникающие в результате аномального развития. Однако нервные ткани относительно недоступны для экспериментальных манипуляций, особенно у эмбриональных...

Внутриутробная электропорация является важным методом изучения молекулярных механизмов, которые управляют пролиферацией, дифференцировкой, миграцией и созреванием клеток во время развития нервной системы. Электропорация обеспечивает быструю и целенаправленную доставку материала в клетки с помощью электрических импульсов для создания переходных пор в клеточных мембранах. Хотя электропорация традиционно использовалась в исследованиях in vitro, научные достижения в настоящее время расширили ее...

Нейробиология развития — это область, которая изучает, как формируется нервная система, начиная с ранних эмбриональных стадий и заканчивая взрослой жизнью. Хотя известно, что нервные клетки-предшественники следуют предсказуемым стадиям пролиферации, дифференцировки, миграции и созревания, механизмы, контролирующие прогрессию на каждой стадии, изучены не полностью. Изучение развития важно не только для понимания того, как собираются сложные структуры, но и для характеристики и лечения нарушений...