2-минутный курс нейронауки: фототрансдукция

Фототрансдукция — это процесс, происходящий в сетчатке, при котором свет преобразуется в электрические сигналы, воспринимаемые остальной частью нервной системы. В этом видео я объясняю механизм фототрансдукции в палочковых фоторецепторных клетках. Этот процесс довольно сложен; я бы посоветовал хотя бы хорошо понимать мембранный потенциал, прежде чем пытаться разобраться в фототрансдукции. Вы можете узнать больше о мембранном потенциале в этом видео:    • 2-Minute Neuroscience: Membrane Potential   🧠 Продолжите обучение с помощью моего бесплатного курса «Введение в нейронауку», который вы можете пройти в удобном для вас темпе. Курс включает мои видео, статьи и сотни вопросов для проверки знаний: https://neuroscientificallychallenged... Если вы ищете доступные и увлекательные способы узнать больше о мозге, ознакомьтесь с моими книгами: 📚«Ваш мозг, объяснено: что нейронаука рассказывает о вашем мозге и его особенностях»: https://www.amazon.com/Your-Brain-Exp... 📚«Странное: самые необычные случаи человеческого поведения и что они говорят нам о том, как работает мозг»: https://www.amazon.com/Bizarre-Peculi... ТРАНСКРИПТ: Добро пожаловать в «2-минутную нейробиологию», где я объясняю темы нейробиологии за 2 минуты или меньше. В этом выпуске я расскажу о фототрансдукции. Фототрансдукция — это процесс, происходящий в сетчатке, при котором свет преобразуется в электрические сигналы, воспринимаемые нервной системой. Он в основном происходит в фоторецепторных клетках, которые бывают двух основных типов: палочки и колбочки. Я расскажу о фототрансдукции в палочках, хотя процесс аналогичен и в колбочках. В темноте положительно заряженные ионы натрия поступают в палочковые клетки через ионные каналы, которые активируются веществом, называемым циклическим гуанозинмонофосфатом, или цГМФ. Этот приток положительно заряженных ионов приводит к тому, что клетки остаются в деполяризованном состоянии, что приводит к непрерывному высвобождению нейромедиатора глутамата. Внутри палочковой клетки находится вещество, называемое родопсином, которое состоит из белка опсина и молекулы ретиналя, способной поглощать свет. Когда ретиналь поглощает свет, его конфигурация изменяется, что побуждает опсин активировать белок трансдуцин. Трансдуцин активирует фермент типа фосфодиэстеразы, который начинает расщеплять цГМФ. По мере снижения уровня цГМФ ионные каналы, открываемые цГМФ, начинают закрываться. Таким образом, в клетку поступает меньше натрия, и клетка становится гиперполяризованной из-за ионов калия, которые регулярно покидают клетку. Следовательно, высвобождение глутамата уменьшается. Как ни странно, это снижение высвобождения нейромедиатора действует как сигнал о наличии светового стимула. Палочковая клетка быстро возвращается в нормальное состояние, когда активированный родопсин инактивируется, и к нему впоследствии связывается белок, называемый аррестином. Аррестин блокирует способность родопсина активировать трансдуцин, что делает каскад невозможным его дальнейшее протекание. Затем сложный процесс восстанавливает сетчатку до ее первоначальной конфигурации, делая ее снова готовой к поглощению света. Ссылки: Meister M, Tessier-Lavigne M. Low-Level Visual Processing: The Retina. In: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM, Siegelbaum SA, Hudspeth AJ, eds. Principles of Neural Science. 5th ed. New York: McGraw Hill; 2013. Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick P, Hall WC, Lamantia AS, Mooney RD, Platt ML, White LE, eds. Neuroscience. 6th ed. New York: Sinauer Associates; 2018.