В экспериментальной науке, в особенности в биологии, очень важна удачная модельная система. Отличным примером тому является история открытия механизма передачи электрического сигнала нейронами. Эти исследования, результаты которых сыграли огромную роль в понимании функционирования нервной системы человека, были проведены на организмах, известных в основном за их гастрономические качества - кальмарах. Эти моллюски передвигаются в основном реактивным способом, выбрасывая воду из мантийной полости. Резкое сокращение мышц позволяет им совершать "прыжки" с большой скоростью на короткие расстояния, чем они пользуются, чтобы улизнуть от хищников. Управление этими мышцами осуществляется при помощи нейронов с гигантскими аксонами диаметром до 1 мм! Для сравнения, типичный диаметр аксона у млекопитающих в сотни раз меньше - около 2 мкм. Большая толщина гигантского аксона кальмара увеличивает скорость проведения нервного импульса: чем больше площадь поперечного сечения аксона, тем меньше его сопротивление. А когда речь идет о жизни или смерти, скорость реакции решает всё. Правда, млекопитающие нашли куда более изящный способ ускорения передачи нервного импульса: миелиновая оболочка изолирует аксон практически по всей длине за исключением периодических "окон" (они называются перехватами Ранвье). За счет электрической изоляции возникновение потенциала действия в одном перехвате Ранвье вызывает возбуждение следующего, поэтому в таких нейронах сигнал распространяется не как непрерывная волна, а "скачет" от одного "окна" до другого.
Огромный по клеточным меркам диаметр аксонов кальмара стал настоящим подарком для ученых. Благодаря этому оказалось возможным ввести электрод прямо внутрь аксона и непосредственно наблюдать потенциал действия. Более того, экспериментаторы научились выдавливать из аксона цитоплазму и заменять её на солевые растворы разного состава, что позволило установить, какие именно ионы участвуют в проведении нервного импульса. Все полученные данные оказались применимы и для человека, а авторы исследования, британцы Ходжкин и Хаксли, получили в 1963 году Нобелевскую премию по медицине.
Огромный по клеточным меркам диаметр аксонов кальмара стал настоящим подарком для ученых. Благодаря этому оказалось возможным ввести электрод прямо внутрь аксона и непосредственно наблюдать потенциал действия. Более того, экспериментаторы научились выдавливать из аксона цитоплазму и заменять её на солевые растворы разного состава, что позволило установить, какие именно ионы участвуют в проведении нервного импульса. Все полученные данные оказались применимы и для человека, а авторы исследования, британцы Ходжкин и Хаксли, получили в 1963 году Нобелевскую премию по медицине.
In experimental science, especially in biology, a successful model system is very important. An excellent example of this is the discovery of the mechanism of transmission of an electrical signal by neurons. These studies, the results of which played a huge role in understanding the functioning of the human nervous system, were carried out on organisms known mainly for their gastronomic qualities - squid. These mollusks move mainly in a reactive way, throwing water out of the mantle cavity. A sharp contraction of the muscles allows them to make "jumps" at high speed over short distances, which they use to escape from predators. These muscles are controlled by neurons with giant axons up to 1 mm in diameter! For comparison, the typical axon diameter in mammals is hundreds of times smaller - about 2 microns. The large thickness of the giant axon of the squid increases the speed of the nerve impulse: the larger the cross-sectional area of the axon, the lower its resistance. And when it comes to life or death, reaction speed is everything. True, mammals have found a much more elegant way to accelerate the transmission of nerve impulses: the myelin sheath isolates the axon along almost the entire length except for periodic “windows” (they are called Ranvier intercepts). Due to electrical isolation, the appearance of the action potential in one interception of Ranvier causes the next one to be excited, therefore in such neurons the signal does not propagate as a continuous wave, but “jumps” from one “window” to another.
Huge by cell standards, the diameter of the squid axons has become a real gift for scientists. Thanks to this, it was possible to introduce the electrode directly into the axon and directly observe the action potential. Moreover, the experimenters learned to squeeze out the cytoplasm from the axon and replace it with salt solutions of different compositions, which made it possible to establish which ions are involved in the conduction of the nerve impulse. All the data obtained turned out to be applicable to humans, and the authors of the study, the British Hodgkin and Huxley, received in 1963 the Nobel Prize in medicine.
Huge by cell standards, the diameter of the squid axons has become a real gift for scientists. Thanks to this, it was possible to introduce the electrode directly into the axon and directly observe the action potential. Moreover, the experimenters learned to squeeze out the cytoplasm from the axon and replace it with salt solutions of different compositions, which made it possible to establish which ions are involved in the conduction of the nerve impulse. All the data obtained turned out to be applicable to humans, and the authors of the study, the British Hodgkin and Huxley, received in 1963 the Nobel Prize in medicine.
У записи 5 лайков,
1 репостов.
1 репостов.
Эту запись оставил(а) на своей стене Антон Сабанцев
