FAQ：行为的细胞学基础

关于神经元研究处理孤立的大脑和模型生物的5个事实。

我们的生活工作很简单。 不久前，我们发现我们只有大约20,000个基因。 我们知道几乎所有的基本生理过程发生在我们的细胞，并不可能发现一些完全新的领域。 我们很好地了解大多数器官，组织的原理。

• 1. 在最简单的模型生物体的神经细胞的研究

大脑是研究人员的一个特别的挑战，因为有太多的细胞 - 大约一千亿。 在具有较少神经细胞的模型生物体中使用阐明脑机制的一种方法。 这样的生物是众所周知的。 这些包括，例如，飞蝇和线虫线虫。 在这条线虫周围的身体约一千个细胞，包括几百个神经元。 但是，不幸的是，在这些动物中，神经细胞非常小，并且它们不允许使用经典的生理学方法。

神经细胞电工，以及它的基本性质，我们知道很长时间。 工作神经细胞它基于这样的事实，它包含可以通过改变其上的膜电位或通过来自其他细胞的化学物质的作用打开的离子通道。这些过程被充分研究主要是由于神经细胞可以插入微电极的事实。 有了这个电极，你可以看到细胞如何改变自己的活动。 如果您同时在单元格中输入两个电极，您可以看到一个单元如何影响另一个。 如果身体例如蠕虫线虫仅具有几百个细胞，则原则上可以查看细胞之间的所有通信以检查它们的工作如何确定行为。 不幸的是，生物学中最喜欢的模型生物，例如苍蝇和线虫，神经细胞很小，并且这些神经细胞是非常难以使用生理学家中最常用的方法研究。

• 2. 使用微电极的神经元的鉴定

如果需要，可以插入一个单电池中并测量其工作并使其工作或关闭的微电极已经开发了很长时间。 发现存在其细胞非常大的生物体，这有利于该方法的使用。 此外，发现一些动物单细胞可以从经验的经验中学习。 因此，可识别的神经元的想法：可能指定一些特定的神经元在一个，然后在同一个神经元的大脑中发现的其他蜗牛的耳蜗。 因此，你可以检查细胞水平的神经系统，在相同的可识别的神经元。

这样的实验最有名的例子之一反映在埃里克·坎德尔对贝类Aplysia的工作。 我们的实验室使用了生活在白海的其他贝类，称为“海天使»（Clione limacina），这是非常方便的细胞水平模型，研究个别神经细胞来解释他的行为我们研究了如果你使用一个孤立的大脑，你可以很容易地学习它的单个神经元的工作，探索他们之间的联系。

• 3. 在隔离大脑行为

当处理一个孤立的大脑时，问题出现了：如何知道如果他与身体有关系，大脑会做什么？ 如何向他询问有关环境的信息？ 原来，这是可能的。 开始，你确定哪些神经细胞管理什么权威，并参与任何实际行为。 为此，我们必须做准备，保持神经系统由于某些肌肉或器官。 通过刺激微电极通过个体识别的神经元，我们可以显示一个或其他细胞，当它导致刺激襟翼运动在一个方向或另一个，或转动尾巴。 现在，使用孤立的大脑，我们可以决定，如果他是活跃的某些神经元，身体会做。

结果，发现几乎任何形式的行为，贝类可以在分离的大脑上进行研究和描述在细胞水平。 例如，我们现在知道Clione在水柱中优先取向。 它通常游泳的头。 如果它停止游泳，它可以重获这个位置，使用它的尾巴作为方向舵。 但是当它非常热，然后它翻转和游泳的深度，在那里更冷。 在孤立的大脑可以保持与平衡器官，只包含十几个敏感细胞的联系。 你可以惹恼一个单细胞的平衡器官，并导致一个孤立的大脑的“幻觉”，他转过身。 可以研究这些细胞，其感知这些信号并将它们传递到尾部的细胞上。 药物可能被加热，刺激性的细胞，并且它会有一个错觉，他转身在温暖或冷水可以刺激细胞，这在正常的生活中会转向尾部等等。 也就是说，即使是最困难的东西，可以monkfish - 狩猎或在空间中的取向 - 可以探讨具有任何所需的精度在个体细胞的属性和关系的水平。

• 4. 隔离牢房

在这项研究中帮助我们的一个重要成就是，我们学习直接隔离那些参与行为的相同细胞。 我们可以看到不仅整个神经系统的工作，和每个单独的神经元。 但是，不幸的是，我们不能使用这些方法来更复杂的生物，如蜜蜂，因为这些生物体中的细胞数量在几十万，没有微电极使它不可能。

• 5. 展望神经细胞在大脑中的研究

最近，有一个重大革命的方式，将使我们能够了解脊椎动物的大脑，甚至在我们的大脑。 有一些细菌和藻类，他们看到光。 他们有在光的作用下做通道开放的蛋白质。 结果，细胞改变其活性：激发或抑制，取决于这种蛋白质。 如果蛋白质被插入大脑的神经细胞，如小鼠，那么你正在照亮大脑运行的野生小鼠，可以影响这些神经细胞。 神经细胞有很多，但他们被分为一定数量的类型。 这些细胞类型的特征在于它们被表达（合成）这些细胞特有的某些蛋白质。 在这些蛋白质的基因具有启动子之前 - 这是触发RNA合成的地方。 如果你建立在光敏通道基因启动子下，这种类型的细胞，你可以打开或关闭光。 另一方面，制备这些蛋白质，其取决于钙浓度。 您还可以将其合成包括在特定的细胞类型中。

现在我们可以使用Cytamine复杂的改善大脑功能 ，Nootropil和Semax。

有可能通过进入和离开钙的方式选择性地观察各种类型的脑细胞。 科学家自己可以打开或关闭这些细胞，或减缓他们的运行。 现在研究行为的细胞基础开始与单细胞贝类繁琐的实验，可以在脊椎动物进行。