А теперь послушайте: ученые показывают, как крошечные клетки излучают большой звук

Глубоко в ухе 95 процентов клеток, передающих звук в мозг, представляют собой большие шумные нейроны, которые на сегодняшний день объяснили большую часть того, что ученые знают о том, как работает слух. Вопрос о том, переносят ли редкие, маленькие, как шепот, вторые клетки также сигналы от внутреннего уха в мозг и играют ли они реальную роль в обработке звука, было предметом споров.

Теперь, сообщая об экспериментах на крысах в выпуске журнала Nature от 22 октября, команда Джона Хопкинса сообщает, что, как считается, впервые им удалось измерить и записать неуловимую электрическую активность нейронов типа II в раковине улитки. подобная структура называется улиткой. И оказалось, что клетки действительно передают сигналы от уха к мозгу, и звуки, на которые они, вероятно, реагируют, должны быть громкими, например сирены или сигналы тревоги, которые можно даже описать как болезненные или травмирующие.

Исследователи говорят, что они также обнаружили, что эти сенсорные клетки выполняют свою работу, отвечая на глутамат, высвобождаемый сенсорными волосковыми клетками внутреннего уха. Глутамат – это нейротрансмиттер рабочей лошади во всей нервной системе, он побуждает нейроны улитки передавать акустическую информацию в мозг.

"Никто не думал, что записать их было возможно," говорит Пол А. Фукс, Ph.D., Джон E. Бордли, профессор отоларингологии, хирургии головы и шеи, содиректор Центра сенсорной биологии медицинского факультета Университета Джона Хопкинса и соавтор отчета. "Мы знали, что нейроны типа II присутствуют, и теперь, наконец, мы знаем кое-что о том, что они делают и как они это делают."

Работая с крысами недельного возраста, аспирантка-невролог Кэтрин Вайс удалила живые мягкие ткани из хрупкой улитки и под мощным микроскопом приложила электроды к крошечным нервным окончаниям типа II под сенсорными волосковыми клетками. Для активации сенсорных волосковых клеток использовались различные типы стимулов, что позволяло Вайсу записывать и анализировать результирующие сигналы в волокнах типа II.

Результаты показали, что в отличие от нейронов типа I, которые электрически активируются самыми тихими звуками, которые мы слышим, и которые насыщаются по мере того, как звуки становятся громче, каждый нейрон типа II должен был бы сильно ударить очень громким звуком, чтобы вызвать возбуждение, говорит Фукс.

Тела клеток нейронов I и II типа дают отростки длинным филаментам или аксонам, которые направляются в мозг, и некоторые другие, которые соединяются с сенсорными волосковыми клетками. В отличие от больших нейронов типа I, каждый из которых дает один маленький росток, который касается одной сенсорной волосковой клетки в одном месте, клетки типа II имеют выступы, которые контактируют с десятками волосковых клеток на относительно большом расстоянии.

"Как ни странно, клетка типа II, которая контактирует со многими волосковыми клетками, получает на удивление мало синаптических сигналов," Фукс говорит. "Фактически, все его многочисленные контакты, вместе взятые, дают меньший входной сигнал, чем тот, который обеспечивает одна-единственная волосковая клетка, касающаяся нейрона типа I."

Фукс и его команда утверждают, что две системы могут выполнять разные функциональные роли. "Существует четкая разница между анализом звука для извлечения смысла – это мяуканье кошки, плачущий ребенок или поющий мужчина? – против рефлекса испуга, вызванного ударом грома или другим внезапным громким звуком." Афференты типа II могут играть роль в таком рефлексивном отказе от потенциальной травмы."

Источник: Медицинские учреждения Джонса Хопкинса

Бурятия Онлайн