Кулагіна І. Б. Структурозалежні особливості просторово-часової картини авторитмічної активності нейронів

Досліджені модельні нейрони різних типів (пирамідні нейрони неокортексу, нейрони Пуркін'є мозочка, мотонейрони стовбура головного мозку і спинного мозку) з активними властивостями дендритної мембрани і складною геометрією дендритних розгалужень, як природних, отриманих в результаті комп'ютерної реконструкції прижиттєво забарвлених клітин, так і модифікованих методом віртуальної дисекції окремих структурних елементів для конкретизації функціональної ролі останніх. Вперше розкриті біофізичні механізми, що визначають генерацію різноманітних власних патернів вихідних сигналів, як простих, так і складних, включаючи стохастичні, у нейронах з дендритами, що мають складну метрично асиметричну геометрію галуження і нелінійні електричні мембранні властивості. Вперше виявлена тонка організація електричних станів збудливих мембран - показана можливість існування в них множинних станів збудження, котрі відрізняються рівнями, часом виникнення і тривалістю мембранної деполяризації, що має тенденцію до самопідтримання. Вперше встановлено, що нейронам різних типів, істотно відмінним за структурою і мембранними властивостями дендритів, притаманні загальні закономірності зв'язку між складністю і регулярністю часового патерну на виходе клітки, а також інтенсивністю тонічного синаптичного збудження, однорідно розподіленого по дендритам. Загальними є генерація простих періодичних імпульсних патернів низької або високої частоти при, відповідно, низькій або високій інтенсивності збудження, і генерація складних періодичних або стохастичних патернів при інтенсивності збудження у певному проміжному діапазоні. Особливістю є залежність останнього від розмірів дендритного розгалуження: великорозмірним розгалуженням притаманні менші інтенсивності цього характеристичного діапазону. Вперше визначені конкретні ролі розміру, метричної асиметрії і складності дендритного розгалуження, а також кінетичних властивостей іонних каналів, що населяють дендритну мембрану, у формуванні особливостей просторово-часових патернів власної електричної активності нейронів різних типів.