ULTRASTRUCTURE OF AFFERENT SYNAPSES ON THE VENTRAL DENDRITE OF MAUTHNER NEURONS AFTER GOLDFISH ADAPTATION TO OPTOKINETIC STIMULATION



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Using the morphometric techniques, the ultrastructural changes of the afferent synapses on the ventral dendrite of the Mauthner neurons (MNs) were studied after the adaptation of goldfish to long-term fatiguing sensory (visual) stimulation, characterized by the growth of MN resistance. It was shown that after the adaptation, the length of active zones (AZs) in the synapses located on the MN ventral dendrite was significantly reduced by 23%. At the same time, the length the AZs of the excitatory visual synapses was reduced by 29% in comparison with the control, while the length of desmosome-like contacts (DLCs) bordering AZs was increased by 71%. It was also found that the length of AZs in the inhibitory synapses was decreased by 19% after the adaptation, which is consistent with the important role of inhibitory processes in the sensory pathways during the memory formation. Taking into account the actin nature of the DLCs, the basis of the adaptation to the visual stimulation is suggested to be in the presynaptic mechanism of neurotransmitter secretion regulation by actin.

Full Text

Restricted Access

About the authors

I. B. Mikheyeva

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: mikheirina@yandex.ru

R. Sh. Shtanchayev

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: rshtanch@mail.ru

N. A. Kokanova

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: kokanchik@rambler.ru

G. Z. Mikhailova

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: mihailova_g@rambler.ru

Ye. N. Bezgina

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: bezgina@mail.ru

N. R. Tiras

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: ntiras@mail.ru

D. A. Moshkov

RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Email: d_moshkov@mail.ru

References

  1. Дектярева Н. Ю., Штанчаев Р. Ш., Михайлова Г. З. и Мошков Д. А. Стабилизация моторной асимметрии у золотой рыбки под влиянием оптокинетической стимуляции. Нейрофизиология / Neurophysiology, 2008, т. 40, № 3, с. 487–493.
  2. Михайлова Г. З., Коканова Н. А., Тирас Н. Р. и Мошков Д. А. Трехмерная реконструкция и определение объема нейрона. М., URSS, 2012.
  3. Михеева И. Б., Григорьева Е. Е., Михайлова Г. З. и др. Серотонинергические синапсы на вентральном дендрите маутнеровского нейрона (ультраструктурное исследование с использованием иммунозолотой метки). Морфология, 2013, т. 142, вып. 1, с. 11–15.
  4. Михеева И. Б., Тирас Н. Р., Мошков Д. А. и др. Десмосомоподобные контакты маутнеровских нейронов как мишени действия яда скорпиона. Цитология, 2000, т. 42, № 7, с. 635–646.
  5. Михеева И. Б., Цаплина Н. Ю., Григорьева Е. Е. и др. Ультраструктура маутнеровских нейронов при оптокинетической стимуляции и энуклеации глаза. Морфология, 2011, т. 139, вып. 3, с. 30–35.
  6. Мошков Д. А. Адаптация и ультраструктура нейрона. М., Наука, 1985.
  7. Мошков Д. А. и Тирас Н. Р. Различия цитоскелета в тормозящих и возбуждающих синапсах. Цитология, 1987, т. 29, № 2, с. 156–160.
  8. Санталова И. М., Мавлютов Т. А., Мошков Д. А. и Чайлахян Л. М. Роль гладкого эндоплазматического ретикулума в адаптации нейронов к утомляющей стимуляции. Докл. РАН, 2000, т. 375, № 4, с. 555–558.
  9. Тирас Н. Р., Михайлова Г. З. и Мошков Д. А. Эффекты, вызываемые полимеризующим актин пептидом, в маутнеровских нейронах золотой рыбки. Нейрофизиология / Neurophysiology, 2006, т. 38, № 5, с. 389–400.
  10. Цаплина Н. Ю., Михайлова Г. З., Штанчаев Р. Ш. и Мошков Д. А. Стабилизация структуры маутнеровских нейронов при адаптации золотой рыбки к контралатеральной оптокинетической стимуляции. Морфология, 2009, т. 136, вып. 5, с. 22–26.
  11. Штанчаев Р. Ш., Михайлова Г. З., Дектярёва Н. Ю. и др. Изменения вентрального дендрита маутнеровского нейрона золотой рыбки под воздействием оптокинетической стимуляции. Морфология, 2007, т. 132, вып. 6, с. 29–34.
  12. Korn H. and Faber D. S. The Mauthner cell half a century later: a neurobiological model for decision-making? Neuron, 2005, v. 47, № 1, p. 13–22.
  13. Liu K. S. Y., Siebert M., Mertel S. et al. RIM-binding protein, a central part of the active zone, is essential for neurotransmitter release. Science, 2011, v. 334, p. 1565–1569.
  14. Popov V. I., Medvedev N. I., Patrushev I. V. et al. Reversible reduction in dendritic spines in CA1 of rat and ground squirrel subjected to hypothermia-normothermia in vivo: a three-dimensional electron microscope study. Neuroscience, 2007, v. 149, p. 549–560.
  15. Vogels T. P., Sprekeler H., Zenke F. et al. Inhibitory plasticity balances excitation and inhibition in sensory pathways and memory networks. Science, 2011, v. 334, p. 1569–1573.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2013 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies