Главная страница
russian   english
16+
<< назад

Название статьи

МОДЕЛЬ АСТРОЦИТАРНОЙ КООРДИНАЦИИ ТОРМОЗНОГО И ВОЗБУЖДАЮЩЕГО ВХОДОВ ИНТЕРНЕЙРОНА


Номер журнала
1
Дата выпуска
2014

Тип статьи
научная статья
Коды УДК
517.958, 51-76
Страницы
148-156
Ключевые слова
нейрон-глиальное взаимодействие, синаптическая передача, астроцит, нейрон

Авторы
Стасенко С.В.
Гордлеева С.Ю.
Семьянов А.В.
Дитятев А.Э.
Казанцев В.Б.

Место работы
Стасенко С.В.
Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского

Гордлеева С.Ю.
Институт прикладной физики Российской академии наук, Н. Новгород

Семьянов А.В.
Лаборатория внесинаптической сигнализации, Институт мозга RIKEN, Япония

Дитятев А.Э.
Немецкий центр нейродегенеративных заболеваний, Германия

Казанцев В.Б.
Институт прикладной физики Российской академии наук, Н. Новгород


Аннотация
Предложена математическая модель астроцитарной регуляции тормозных и возбуждающих сиг- нальных путей нейронной сети. Модель описывает динамику интернейрона, получающего возбуж- дающий и тормозный входы, эффективность которых модулируется различными глиатрансмиттерами (глутаматом, D-серином), высвобождаемыми при активации астроцита. Установлено, что за счет такой модуляции астроцит способен координировать возбуждающий и тормозный входы, что позволяет, на- пример, предотвращать гипервозбуждение нейрона. Кроме того, модель предсказывает, что модуляция тормозного и возбуждающего воздействий на нейрон является частотно-зависимой, позволяя в зави- симости от входной частоты либо потенцировать, либо депрессировать сигнализацию нейрона.

Загрузить статью

Библиографический список
1 . Dityatev A., Rusakov D.A. Molecular signals of plasticity at the tetrapartite synapse // Current Opinion in Neurobiology. 2011. V. 21. № 2. P. 353-359.
2 . Kazantsev V., Gordleeva S., Stasenko S. et al. A homeostatic model of neuronal firing governed by feedback signals from the extracellular matrix // PloS one. 2012. V. 7. № 7. P. e41646.
3 . Semyanov A., Kullmann D.M. Kainate receptor- dependent axonal depolarization and action potential
4 . initiation in interneurons // Nature neuroscience. 2001. V. 4. № 7. Р. 718-23.
5 . Min M., Melyan Z., Kullmann D. Synaptically released glutamate reduces gamma-aminobutyric acid (GABA)ergic inhibition in the hippocampus via kainate receptors // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1999. V. 96. № 17. Р. 9932-9937.
6 . Kullmann D.M. Presynaptic kainate receptors in the hippocampus: Slowly emerging from obscurity // Neuron. 2001. V. 32. № 4. Р. 561-564.
7 . Castillo P.E., Malenka R.C., Nicoll R.A. Kainate receptors mediate a slow postsynaptic current in hippocampal CA3 neurons // Nature. 1997. V. 388. № 6638. Р. 182-186.
8 . Cossart R., Epsztein J., Tyzio R. et al. Quantal release of glutamate generates pure kainate and mixed AMPA/kainate EPSCs in hippocampal neurons // Neuron. 2002. V. 35. № 1. Р. 147-159.
9 . Nadkarni S., Jung P. Dressed neurons: modeling neural-glial interactions // Physical biology. 2004. V. 1. № 1-2. Р. 35-41.
10 . Nadkarni S., Jung P. Modeling synaptic transmission of the tripartite synapse // Physical Biology. 2007. V. 4. № 1. Р. 1-9.
11 . Volman V., Ben-Jacob E., Levine H. The astrocyte as a gatekeeper of synaptic information transfer // Neural computation. 2007. V. 326. Р. 303-326.
12 . Pitt? M.D., Volman V., Berry H. et al. A tale of two stories: astrocyte regulation of synaptic depression and facilitation // PLoS Computational Biology. 2011. V. 7. № 12. Р. e1002293. Postnov D.E., Ryazanova L.S., Sosnovtseva O.
13 . V. Functional modeling of neural-glial interaction // Bio Systems. 2007. V. 89. № 1-3. Р. 84-91.
14 . Wade J.J., McDaid L.J., Harkin J. et al. Bidirectional coupling between astrocytes and neurons mediates learning and dynamic coordination in the brain: a multiple modeling approach // PLoS one. 2011. V. 6. № 12. Р. e29445.
15 . Amiri M., Bahrami F., Janahmadi M. Functional contributions of astrocytes in synchronization of a neuronal network model // J. theoretical biology. 2011. V. 292C. Р. 60-70.
16 . Gordleeva S., Stasenko S., Semyanov A. et al. Bi-directional astrocytic regulation of neuronal activity within a network // Frontiers in computational neuroscience. 2012. V. 6. № 11. Р. 1-11.
17 . Wang X.J., Buzs?ki G. Gamma oscillation by synaptic inhibition in a hippocampal interneuronal network model // J. neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 1996. V. 16. № 20. Р. 6402-6413.
18 . Wuarin J.P., Dudek F.E. Patch-clamp analysis of spontaneous synaptic currents in supraoptic neuroendocrine cells of the rat hypothalamus // J. neuro- science: the official journal of the Society for Neuroscience. 1993. V. 13. № 6. Р. 2323-2331.
19 . McGuinness L., Taylor C., Taylor R.D.T. et al. Presynaptic NMDARs in the hippocampus facilitate transmitter release at theta frequency // Neuron. 2010. V. 68. № 6. Р. 1109-1127.
20 . Semyanov A., Kullmann D.M. Modulation of GABAergic signaling among interneurons by metabotropic glutamate receptors // Neuron. 2000. V. 25. № 3. Р. 663-672.