Связанные понятия
Дендритная пластичность — это характерный для ЦНС фундаментальный механизм, который лежит в основе синаптической потенциации и является ключевым для формирования памяти, обучения и когнитивных способностей, для нормального функционирования мозга.
Дендрит (от греч. δένδρον (dendron) — дерево) — разветвлённый отросток нейрона, который получает информацию через химические (или электрические) синапсы от аксонов (или дендритов и сомы) других нейронов и передаёт её через электрический сигнал телу нейрона (перикариону), из которого вырастает. Термин «дендрит» ввёл в научный оборот швейцарский ученый В. Гис в 1889 году.
Импульсная нейронная сеть (ИмНС, англ. Pulsed neural networks, PNN) или Спайковая нейронная сеть (СНН, англ. Spiking neural network, SNN) — третье поколение искусственных нейронных сетей (ИНС), которое отличается от бинарных (первое поколение) и частотных/скоростных (второе поколение) ИНС тем, что в нем нейроны обмениваются короткими (у биологических нейронов — около 1-2 мс) импульсами одинаковой амплитуды (у биологических нейронов — около 100 мВ). Является самой реалистичной, с точки зрения физиологии...
Нейронная сеть (биологическая нейронная сеть) — совокупность нейронов головного и спинного мозга центральной нервной системы (ЦНС) и ганглия периферической нервной системы (ПНС), которые связаны или функционально объединены в нервной системе, выполняют специфические физиологические функции.
В нейробиологии, синхронизацией (от греч. συνχρόνος — одновременный) называют динамический режим, который характеризуется периодической одновременной активацией определенной популяции нейронов, или синхронизацию между локальными колебаниями двух или нескольких популяций нейронов.
Подробнее: Синхронизация (нейробиология)
Хотя долгое время считалось, что потенциал действия (ПД) может генерироваться преимущественно на начальном сегменте низкопорогового нейронного аксона (AIS), в течение последних десятилетий было накоплено много данных в пользу того, что потенциалы действия также возникают в дендритах. Такой дендритный ПД, для того чтобы отличить его от аксонного потенциала действия, часто называют «дендритный спайк».
Подробнее: Дендритный потенциал действия
Свя́зывающий нейро́н (СН) — концепция обработки сигналов в нейроне общего типа или математическая модель, реализующая эту концепцию.
Нейровизуализа́ция — общее название нескольких методов, позволяющих визуализировать структуру, функции и биохимические характеристики мозга.
Нейронное кодирование — это переработка входящей сенсорной информации нейронами и нейронными сетями в нервной системе. Основная цель изучения нейронного кодирования заключается в характеризации зависимости между стимулом и ответом индивидуальных нейронов или нейронных ансамблей, а также взаимозависимости в ответах нейронов в нейронных ансамблях. Считается, что нейроны кодируют как цифровую так и аналоговую информацию.
Нейроны решётки (англ. grid cells, от grid «(координатная) сетка, решётка»; есть различные варианты русскоязычного названия, варианты: «координатные нейроны», «клетки решётки», «решётчатые нейроны», «нейроны координатной сетки») — один из видов нейронов в энторинальной коре головного мозга млекопитающих. Нейроны решётки активируются, когда животное пересекает узлы воображаемой координатной сетки в пространстве, в котором оно находится. Сетка состоит из шестиугольников и похожа на пчелиные соты. Вместе...
Кабельная теория дендритов (также Кабельная теория Ролла или Модель Ролла) — это множество предположений и результатов, которые относятся к распространению и взаимодействия электрических сигналов в дендритных деревьях. Эта теория была разработана в 1959 году американским математиком и нейрофизиологом Вилфридом Роллом для объяснения влияния электротонических свойств и морфологии дендритов на нейроны.
Синтетический морфогенез (англ. synthetic morphogenesis) — контролируемое развитие органов, систем и частей тела организмов посредством активации специфических молекулярных механизмов, включая создание программируемых тканей и органов, синтетических биоматериалов и программируемого живого вещества, а также de novo инженерии сложных морфогенных систем.
Молекулярный докинг (или молекулярная стыковка) — это метод молекулярного моделирования, который позволяет предсказать наиболее выгодную для образования устойчивого комплекса ориентацию и положение одной молекулы по отношению к другой.
Колонка кортекса (также называется гиперколонкой или кортикальным модулем) — это группа нейронов, расположенная в коре головного мозга перпендикулярно его поверхности. В пределах одной миниколонки нейроны имеют одинаковое предназначение, тогда как гиперколонка «означает всё множество значений для любого множества параметров, данного рецепторами». Кортикальный модуль может обозначать гиперколонку (у В. Маунткастла) или блок гиперколонок (Д. Хьюбел и Т. Визел).
Брэйнбоу – это метод нейровизуализации, в основе которого лежит использование флуоресцентных белков. Будучи внедрённым в геном животного, зелёный флуоресцентный белок и его генетически модифицированные варианты окрашивают нервные клетки в разные цвета (в общей сложности до 100 разных оттенков), что позволяет значительно более точно локализовать архитектуру нейронных связей отдельных клеток. Данный метод позволяет картографировать одновременно до 100 нервных клеток.
Коннекто́м (англ. connectome /kəˈnɛktoʊm/) — полное описание структуры связей в нервной системе организма. Область исследований, включающая в себя картографирование и анализ архитектуры нейрональных связей, называется «коннектомика».
Когнитивная нейробиология — наука, изучающая связь активности головного мозга и других сторон нервной системы с познавательными процессами и поведением. Особое внимание когнитивная нейробиология уделяет изучению нейронной основы мыслительных процессов. Когнитивная нейробиология является разделом как психологии, так и нейробиологии, пересекаясь с когнитивной психологией и нейропсихологией.
Нейроны направления головы (англ. head direction cells) — особые нейроны в головном мозге, активирующиеся в соответствии с направлением головы животного. Эти нейроны разряжаются с определённой частотой, когда голова животного ориентирована в каком-либо направлении, и перестают разряжаться, когда направление головы изменяется. Систему этих нейронов можно считать «внутренним компасом» мозга, при любом направлении головы активна некоторая часть этих нейронов. Однако эта система никак не связана с чувствительностью...
Медицинская визуализация — метод и процесс создания визуальных представлений внутренних структур тела для клинического анализа и медицинского вмешательства, а также визуального представления функций некоторых органов или тканей. Медицинская визуализация позволяет заглянуть во внутренние структуры, скрытые кожей и костями, а также диагностировать заболевания. Медицинская визуализация также создает базу данных нормальной анатомии и физиологии, чтобы сделать возможным идентифицирование аномалий. Хотя...
Клетки-канделябры (англ. chandelier cell, chandelier neuron; иногда: канделябровидные клетки) — ГАМКергические интернейроны коры головного мозга, образующие характерные продолговатые аксо-аксональные соединения исключительно с начальными сегментами аксонов пирамидальных клеток. Так называемые «картриджи» — аксональные терминали, окутывающие начальные сегменты пирамидальных аксонов, напоминают свечи и придают нейронам вид канделябра. Клетки-канделябры содержат кальций-связывающий белок парвальбумин...
Подробнее: Клетка-канделябр
Нейроны скорости (англ. speed cells) — один из видов нейронов в гиппокамповой формации, активность которых коррелирует со скоростью перемещения животного. По современным представлениям, нейроны места, нейроны направления головы, нейроны решётки, нейроны границы и нейроны скорости в совокупности составляют основу навигационной системы мозга, обеспечивающей пространственную ориентацию животного.
Магни́тно-резона́нсная томогра́фия (МРТ) — способ получения томографических медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса. Способ основан на измерении электромагнитного отклика атомных ядер, чаще всего ядер атомов водорода, а именно, на возбуждении их определённым сочетанием электромагнитных волн в постоянном магнитном поле высокой напряжённости.
Нейроны пространственного зрения (англ. spatial view cells) — нейроны, содержащиеся в гиппокампе приматов и возбуждающиеся, когда животное смотрит на определенную часть окружающей среды. Эти нейроны имеют схожие функции с нейронами места и нейронами направления головы.
Функциона́льная магни́тно-резона́нсная томогра́фия , функциона́льная МРТ или фМРТ (англ. Functional magnetic resonance imaging) — разновидность магнитно-резонансной томографии, которая проводится с целью измерения гемодинамических реакций (изменений в токе крови), вызванных нейронной активностью головного или спинного мозга. Этот метод основывается на том, что мозговой кровоток и активность нейронов связаны между собой. Когда область мозга активна, приток крови к этой области также увеличивается...
Нейроны места (англ. place cells) — один из видов нейронов в гиппокамповой формации, активизирующиеся в момент, когда животное находится в определённом месте. По современным представлениям, нейроны места, нейроны направления головы, нейроны решётки, нейроны границы и нейроны скорости в совокупности составляют основу навигационной системы мозга, обеспечивающей пространственную ориентацию животного.
Головно́й мозг (лат. cerebrum, др.-греч. ἐγκέφαλος) — главный орган центральной нервной системы подавляющего большинства хордовых, её головной конец; у позвоночных находится внутри черепа. В анатомической номенклатуре позвоночных, в том числе человека, мозг в целом чаще всего обозначается как encephalon — латинизированная форма греческого слова; изначально латинское cerebrum стало синонимом большого мозга (telencephalon).
Гиппока́мп (от др.-греч. ἱππόκαμπος — морской конёк) — часть лимбической системы головного мозга (обонятельного мозга). Участвует в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную). Генерирует тета-ритм при удержании внимания.
Иску́сственный нейро́н (математический нейрон Маккаллока — Питтса, формальный нейрон) — узел искусственной нейронной сети, являющийся упрощённой моделью естественного нейрона.
Моде́ль биологи́ческого нейро́на — математическое описание свойств нейронов, целью которого является точное моделирование процессов, протекающих в таких нервных клетках. В отличие от подобного точного моделирования, при создании сетей из искусственных нейронов обычно преследуются цели повышения эффективности вычислений.
Сортировка спайков (англ. Spike sorting) — совокупность алгоритмов и методов для обнаружения и классификации потенциалов действия (ПД) различных нейронов при внеклеточной регистрации их электрической активности. Изучение функций нейронов и их участия в процессах высшей нервной деятельности определяет необходимость достоверных измерений активности каждого конкретного нейрона.
Нейрогене́з (греч. νεύρο (нерв) + лат. genesis (рождение, возникновение, происхождение)) — комплексный процесс, который начинается с пролиферации клеток-предшественниц, миграции, дифференцировки новообразованных клеток и кончается образованием нового функционирующего и интегрированного в нейрональную сеть нейрона. Наиболее активный во время пренатального развития, нейрогенез ответственен за наполнение растущего мозга.
Нейрокомпьютерный интерфейс (НКИ) (называемый также прямой нейронный интерфейс, мозговой интерфейс, интерфейс «мозг — компьютер») — система, созданная для обмена информацией между мозгом и электронным устройством (например, компьютером). В однонаправленных интерфейсах внешние устройства могут либо принимать сигналы от мозга, либо посылать ему сигналы (например, имитируя сетчатку глаза при восстановлении зрения электронным имплантатом). Двунаправленные интерфейсы позволяют мозгу и внешним устройствам...
Флуоресцентная наноскопия (англ. fluorescence nanoscopy) — метод детектирования флуоресцентных объектов с помощью оптического микроскопа, обладающий пространственным разрешением, в несколько раз превышающим теоретический предел оптической дифракции (~200 нм).
Нервная система
дрозофилы фруктовой (Drosophila melanogaster) является двусторонне-симметричной и состоит из мозга с двумя полушариями и брюшной нервной цепи, которая представляет собой сросшиеся в цепочку подглоточный ганглий (suboesophageal ganglion), три грудных ганглия (thoracic ganglia) и несколько брюшных ганглиев. Ганглии в брюшной нервной цепи содержат моторные нейроны и интернейроны, которые необходимы для управления тем сегментом тела, который они иннервируют. Мозг в свою очередь отвечает...
Имплантаты сетчатки — класс биомедицинских технологий, способных заменить собой сетчатку человеческого глаза в случае её повреждения или дисфункции. В настоящее время имплантаты сетчатки разрабатываются рядом частных компаний и научно-исследовательских институтов по всему миру. Имплантат предназначен для частичного восстановления полезного зрения людям, потерявшим зрение из-за дегенеративных заболеваний глаз, таких как пигментный ретинит или макулярная дегенерация. В клинических испытаниях в настоящее...
Транскриптомика отдельных клеток (англ. single-cell transcriptomics) — область биологических исследований, в которой основным инструментом служат методы количественного анализа экспрессии генов в индивидуальных клетках. Эти методы сочетают в себе современные технологии секвенирования РНК отдельных клеток (scRNA-Seq от англ. single-cell RNA sequencing) и последние достижения микрогидродинамики. Они позволяют решить проблему «усреднённых» данных, получаемых при традиционном секвенировании массовых...
Фильтрация сенсорной информации — фильтрация афферентных сигналов нервной системой. В результате такой фильтрации на определённые уровни обработки поступает только часть полученной предшествующими уровнями сенсорной информации.
Комплекс Фенна-Мэтьюса-Ольсона (ФМО) представляет собой первый водорастворимый пигмент-белковый комплекс, трёхмерная структура которого было получена методом рентгеновской спектроскопии. Это светособирающий комплекс зелёных серных бактерий, который опосредует передачу энергии возбуждения от хлоросом к встроенным в мембрану бактериальным реакционным центрам (РЦ). По своему строению — это тример. Каждый из трех мономеров содержит семь молекул бактериохлорофилла а. Они связаны через белковый скэффолд...
Двухмерная ядерная магнитно-резонансная спектроскопия (2D NMR) — один из видов ядерной магнитно-резонансной спектроскопии, в котором данные распределены в пространстве по двум осям. Виды двухмерной ЯМР включают в себя корреляционную спектроскопию (COSY), J-спектроскопию, обменную спектроскопию (EXSY), а также ядерную спектроскопию с эффектом Оверхаузера (NOESY). Двухмерная ЯМР представляет больше сведений о структуре молекулы, чем одномерные ЯМР спектры и особенно удобна в установлении структуры...
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) (от др.-греч. ἥλεκτρον — янтарь, ἐγκέφαλος — головной мозг и γραμμα — запись) — графическое изображение сложного колебательного электрического процесса, который регистрируется при помощи электроэнцефалографа при размещении его электродов на мозге или поверхности скальпа, результат электрической суммации и фильтрации элементарных процессов в нейронах.
Химический синапс — особый тип межклеточного контакта между нейроном и клеткой-мишенью. У данного типа синапса роль посредника (медиатора) передачи выполняет химическое вещество.
Перехваты Ранвье — периодические разрывы в изолирующих миелиновых оболочках миелинизированных аксонов в местах аксональных мембран, подвергаемых воздействию внеклеточного пространства. Перехваты Ранвье не изолированы и очень богаты ионными каналами, что позволяет им принимать участие в обмене ионов, необходимых для восстановления потенциала действия. Нервная проводимость в миелинизированных аксонов называется сальтаторной проводимостью (от лат. saltare — прыгать, скакать) из-за того, что потенциал...
Молекулярная хирургия — совокупность современных методов коррекции патологических состояний организма посредством изменения фенотипа или функционала клеток при помощи молекулярных агентов, например систем редактирования генома.
Супрахиазматическое ядро (супрахиазмальное ядро, СХЯ; лат. nucleus suprachiasmaticus; название согласно международной анатомической терминологии — надперекрёстное ядро) — ядро передней области гипоталамуса. Супрахиазматическое ядро — главный генератор циркадных ритмов у млекопитающих, управляет выделением мелатонина в эпифизе и синхронизирует работу «биологических часов» организма. Активность нейронов СХЯ изменяется периодически в течение суток и подстраивается под внешние световые сигналы.
Кислото-чувствительные ионные каналы (КЧИК) (англ. Acid-Sensing Ion Channels) — нейронные потенциал-независимые катионные каналы, активируемые внеклеточными протонами. Белки КЧИК являются подсемейством суперсемейства ЭНК ионных каналов. На сегодня распознано пять белков семейства КЧИК, которые кодируются генами ASIC1, ASIC2, ASIC3 и ASIC4. КЧИК1a, 1 и 2a, 2b являются сплайс-вариантами.
Вызванный потенциал (сокр. ВП) — электрическая реакция органов (в основном мозга) на внешний раздражитель или на выполнение умственной (когнитивной) задачи. Наиболее широко используемыми раздражителями являются визуальные для регистрации зрительных ВП, звуковые для регистрации аудиторных ВП и электрические для регистрации соматосенсорных ВП. Запись ВП производится при помощи электроэнцефалографических электродов, расположенных на поверхности головы.
Белок-белковые взаимодействия (ББВ) — обладающие высокой специфичностью физические контакты между двумя и более белками. Эти контакты образуются в результате биохимических событий с помощью электростатических взаимодействий, в том числе гидрофобного эффекта.
Верхнее двухолмие (лат. Superior colliculus) — одна из основных структур среднего мозга хордовых. Оно обычно является частью его верхней дорсальной поверхности и вместе с нижним двухолмием (если оно имеется у данного вида) образует, соответственно, четверохолмие среднего мозга, выглядящее снаружи как четыре симметричных выступа («холмика») на задней (дорсальной) поверхности среднего мозга (см. рис.). Данное образование имеет несколько названий, при этом термины «тектум» (лат. «крыша») или «оптический...