Interneuron: vlastnosti tohoto typu nervových buněk

Interneurony jsou typem nervové buňky, která spojuje motorické neurony se senzorickými neurony.. Jeho axony a dendrity se promítají do jediné oblasti mozku, na rozdíl od toho, co se děje s většina buněk nervového systému, které mají obvykle axonální projekce v oblastech více vzdálený. Jak uvidíme v celém článku, interneurony působí jako inhibiční neurony prostřednictvím neurotransmiteru GABA

Dále vysvětlíme podrobněji, z čeho se tyto nervové buňky skládají, jaké jsou jejich hlavní charakteristiky a jaké funkce vykonávají.

• Související článek: „Druhy neuronů: charakteristiky a funkce"

Interneuron: definice a vlastnosti

Interneuron je typ nervové buňky, která se obvykle nachází v integračních oblastech centrálního nervového systému, jehož axony (a dendrity) jsou omezeny na jednu oblast mozku. Tato vlastnost je odlišuje od hlavních buněk, které mají často axonální projekce mimo oblast mozku, kde jsou umístěna jejich buněčná těla a dendrity.

Hlavní neurony a jejich sítě jsou základem zpracování a ukládání místních informací a představují hlavní zdroje výstupu informace z kterékoli oblasti mozku, zatímco interneurony mají podle definice lokální axony, které v nich řídí neuronální aktivitu soubor.

Zatímco hlavní buňky jsou většinou excitační, používají glutamát jako neurotransmiter, interneurony často používají kyselinu gama-aminomáselnou (GABA) k inhibici svých cílů. Protože GABA působí primárně otevřením iontových kanálů v postsynaptickém neuronu, dosahují jejich účinky interneurony. funkční hyperpolarizací velkých shluků hlavních buněk (i když za určitých okolností mohou také zprostředkovat depolarizace).

Interneurony v míše mohou pomocí glycinu spolu s GABA inhibovat hlavní buňky, zatímco interneurony v kortikální oblasti nebo bazální ganglia mohou kromě GABA uvolňovat různé neuropeptidy (cholecystokinin, somatostatin, enkefaliny atd.). V některých oblastech, jako jsou bazální ganglia a mozeček, jsou hlavní neurony také GABAergní.

Typy

Většina interneuronů inervuje různé typy cílových buněk (hlavní buňky i interneurony) zhruba v poměru k jejich výskyt v neuropilu (oblast mezi různými buněčnými těly nebo těly neuronových buněk šedé hmoty mozku a míchy) a tak moc synapse převážně na nejhojnějším typu buněk, což jsou místní hlavní buňky.

Níže jsou uvedeny dva hlavní typy kortikálních interneuronů: perisomatické a dendritické inhibiční buňky.

1. Perisomatické inhibiční buňky

Přesné místo ukončení, stejně jako specifické vstupní charakteristiky, umožňují členit tuto buněčnou skupinu dva hlavní typy interneuronů: axo-axonální nebo pavoučí buňky, které výlučně inervují počáteční axonové segmenty hlavních buněk a jsou produkovány jak v hipokampu, tak v neokortexu; a buňky koše, které tvoří několik synaptických kontaktů v somách a proximálních dendritech hlavních buněk.

Vzhledem ke strategickému umístění jejich axonových terminálů bylo navrženo, že axo-axonové buňky současně inhibují produkci velkých populací hlavních buněk. Nedávné důkazy však naznačují, že jejich postsynaptický účinek zprostředkovaný GABAA receptorem může být depolarizující a v důsledku toho může vyložit celou populaci pyramidových buněk, které inervují, s cílem synchronizovat jejich produkci nebo obnovit vodivost v jejich stromech dendritický.

Buňky koše jsou přítomny v mnoha různých oblastech mozku, včetně mozkových kůrek a mozeček.a (v mozečku inhibují buňky Purkinje). V neokortexu a hipokampu bylo rozlišeno několik podtypů buněk koše. Dva hlavní podtypy buněk hipokampálního koše lze snadněji rozlišit na základě jejich obsahu vápníku a proteinů vázajících neuropeptidy.

2. Dendritické inhibiční buňky

Tato skupina interneuronů je nejrůznější, morfologicky i funkčně. Dendritické inhibiční buňky jsou přítomny v mnoha různých částech nervového systému, včetně mozečku, čichového bulbu a všech oblastí mozkové kůry. Ve skutečnosti byla v neokortexu popsána široká škála dendritických inhibičních interneuronů.

Mezi tyto typy interneuronů patří Martinottiho buňky, které se primárně zaměřují na oblast apikálního trsu pyramidových buněk a obsahují neuropeptid somatostatin; buňky dvojitých kytic; a bipolární buňky, které se zaměřují hlavně na bazální dendrity. Přesné funkce těchto typů neokortikálních buněk však bylo obtížné identifikovat.

Různé typy dendritických interneuronů se vyvinuly, aby kontrolovaly glutamátergní vstupy hlavních buněk z různých zdrojů. Zejména jednotlivé dendritické inhibiční buňky jakéhokoli typu poskytují 2 až 20 synapsí v jedné cílové pyramidové buňce, které jsou rozptýleny po celém dendritickém stromu.

• Mohlo by vás zajímat: "Části nervového systému: anatomické struktury a funkce"

Kortikální interneuronové funkce

Dosud bylo zjištěno, že interneurony regulují hladinu fyziologické aktivity v mozku, vyhýbání se vzrušení v opakujících se kortikálních sítích. Podobná role při stabilizaci dynamiky kortikální sítě byla také přičítána inhibice zpětné vazby zprostředkované Renshawovými buňkami v motorických oblastech dřeně páteř.

Existují důkazy, že trvalé změny v úrovni vzrušení jsou doprovázeny odpovídající změnou v obecné úrovni inhibice; lze však také vyvolat přechodnou nerovnováhu mezi excitací a inhibicí. V hipokampu a v neokortexu byly pozorovány změny v úrovni interneuronální palby, které doprovázejí nové zkušenosti relevantní pro chování a pravděpodobně přispívají k umožnění plastických změn vyvolaných takovými stresovými událostmi. učení se.

Interneurony rozhodujícím způsobem přispívají ke generování mřížkových kmitů a synchronizují aktivitu hlavních buněk během oscilačních a přechodných stavů mozku. Zejména perisomatické interneurony jsou považovány za nezbytné pro generování gama rytmů. (podílejí se na vědomém vnímání), ačkoli přesná povaha jejich příspěvku se může mezi nimi lišit různých regionech.

Kromě udržení homeostázy a poskytnutí časového rámce pro buněčnou aktivitu Je pravděpodobné, že v neuronální aktivitě budou hrát přímější roli interneurony kortikální. Interneurony, které cílí na konkrétní dendritické oblasti, mohou selektivně blokovat vzrušující vstup z různých zdrojů, čímž se mění jejich relativní příspěvky k výstupu z buňka. Dendritická inhibice může také řídit různé formy synaptické plasticity a na buněčné úrovni prostřednictvím své interakce s aktivními dendritickými procesy.

Inhibice zpětné vazby tedy také zavádí přímou konkurenci mezi členy místní hlavní buněčné populace zvýšení aktivity jedné buňky má tendenci snižovat aktivitu ostatních buněk. Taková konkurence může být jednoduchým, ale účinným prostředkem potlačení šumu a zvláště, pokud je doplněna lokálním opakovaným buzením, střední výběr mezi konkurenčními vstupy a může dokonce implementovat složité činnosti, jako je pracovní paměť a rozhodování v neokortex.

Bibliografické odkazy:

• DeFelipe, J. (2002). Kortikální interneurony: od Cajala do roku 2001. Probíhá výzkum mozku (sv. 136, s. 215-238). Elsevier.
• Pi, H. J., Hangya, B., Kvitsiani, D., Sanders, J. I., Huang, Z. J., & Kepecs, A. (2013). Kortikální interneurony, které se specializují na dezinhibiční kontrolu. Nature, 503 (7477), 521.
• Wonders, C. P., & Anderson, S. NA. (2006). Původ a specifikace kortikálních interneuronů. Nature Reviews Neuroscience, 7 (9), 687.