MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector39918710.17816/morph.399187ArticlesСтатьиStabilization of the structure of Mauthner neurons in the goldfish adapted to contralateral optokinetic stimulationСтабилизация структуры маутнеровских нейронов при адаптации золотой рыбки к кон-тралатеральной оптокинетической стимуляцииTsAPLINAN YuЦАПЛИНАН Ю

Магистерская образовательная программа медико-биологические науки; Учебный центр биофизики и биомедицины Пущинского государственного университета

MIKhAYLOVAG ZМИХАЙЛОВАГ З

лаборатория ультраструктуры нейрона; Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

ShTANChAEVR ShШТАНЧАЕВР Ш

лаборатория ультраструктуры нейрона; Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

MOShKOVD AМОШКОВД А

Магистерская образовательная программа медико-биологические науки;лаборатория ультраструктуры нейрона; Учебный центр биофизики и биомедицины Пущинского государственного университета;Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН

TSAPLINAN Yu

; Educational Center for Biophysics and Biomedicine, Pushchino State University

MIKHAILOVAG Z

; RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

SHTAN-CHAYEVR Sh

; RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

MOSHKOVD A

; Educational Center for Biophysics and Biomedicine, Pushchino State University;RAS Institute of Theoretical and Experimental Biophysics

Учебный центр биофизики и биомедицины Пущинского государственного университетаИнститут теоретической и экспериментальной биофизики РАНИнститут теоретической и экспериментальной биофизики РАНEducational Center for Biophysics and Biomedicine, Pushchino State UniversityRAS Institute of Theoretical and Experimental BiophysicsEducational Center for Biophysics and Biomedicine, Pushchino State University151120091365NO5 (2009)№5 (2009)222609052023Copyright ©; 2009, Eco-VectorCopyright ©; 2009, Эко-Вектор2009Eco-VectorЭко-Векторhttps://j-morphology.com/1026-3543/article/view/399187

Previously we have demonstrated, that the contralateral optokinetic (visual) stimulation (COS) induces an inversion of goldfish motor asymmetry and three-fold decrease of the ventral dendrite of ipsilateral Mauthner neuron (MN) volume, whereas repetitive in training mode daily COS sessions induced a motor behavior resistance to this influence in fish. In the the present investigation we have examined the effect of the training COS sessions on the structure of MN and their parts. It was found that daily visual training stabilizes the size of the ventral dendrites, significantly increasing their resistance to single prolonged COS. Thus, the adapted morpho-functional state was induced in the individual dendrite and in the whole neuron by repetitive stimulation of that dendrite. These results make it possible to investigate in more detail the role of an individual dendrite in the modification of functional activity of the whole neuron and in adaptation and memory mechanisms at the cellular level.

Ранее нами было показано, что контралатеральная оптокинетическая (зрительная) стимуляция (КОС) вызывает инверсию моторной асимметрии золотых рыбок и трехкратное уменьшение объема вентрального дендрита их ипсилатерального маутнеровского нейрона (МН). Повторяющиеся же в тренировочном режиме ежедневные сеансы КОС вызывали устойчивость моторного поведения рыбок к данному воздействию. В настоящей работе исследовали влияние тренировочных сеансов КОС на структуру МН и их частей. Установлено, что ежедневные зрительные тренировки стабилизируют размер вентральных дендритов МН, существенно увеличивая их сопротивляемость однократной длительной КОС. Таким образом, повторяющаяся стимуляция индивидуального дендрита индуцирует в нем и в нейроне в целом адаптированное морфо-функциональное состояние. Это позволяет более детально исследовать роль отдельного дендрита в модификации функциональной активности всего нейрона и в механизмах адаптации и памяти на клеточном уровне.

Mauthner neuronscontralateral optokinetic stimulationadaptationmotor asymmetryмаутнеровские нейроныконтралатеральная оптокинетическая стимуляцияадаптациямоторная асимметрияБезгина Е.Н., Павлик Л.Л., Михайлова Г.З. и др. Морфофункциональные исследования взаимодействия глутамата и дофамина с маутнеровскими нейронами. Нейрофизиология/ Neurophysiology, 2006, т. 38, № 6, с. 411-421.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.Михайлова Г.З., Павлик В.Д., Тирас Н.Р. и Мошков Д.А. Корреляция размеров маутнеровских нейронов с предпочтением золотых рыбок поворачиваться вправо или влево. Морфология, 2005, т. 127, вып. 2, с. 16-19.Михайлова Г.З., Тирас Н.Р., Григорьева Е.Е. и Мошков Д.А. Изменение моторной асимметрии золотой рыбки при адаптации к эффектам ротационной стимуляции. Нейрофизиология/Neurophysiology, 2005, т. 37, № 5/6. с. 432-442.Михайлова Г.З., Тирас Н.Р., Павлик В.Д. и др. Морфологические характеристики маутнеровских нейронов золотых рыбок с измененной асимметрией моторного поведения. Нейрофизиология/Neurophysiology, 2006, т. 38, №1, с. 18-31.Мошков Д.А. Адаптация и ультраструктура нейрона. М.. Наука, 1985.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, № 5/6, с. 389-400.Штанчаев Р.Ш., Михайлова Г.З., Дектярёва Н.Ю. и др. Влияние оптокинетической стимуляции на моторную асимметрию у золотой рыбки. Нейрофизиология/Neurophysiology 2007, т. 39, № 2, с. 133-145.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.Bekkers J.M. and Hausser M. Targeted dendrotomy reveals active and passive contributions of the dendritic tree to synaptic integration and neuronal output. Prog. Natl. Acad. Sci. USA. 2007, v. 104, №27, p. 11447-11452.11.Cuntz H., Borst A. and Segev I. Optimization principles of dendritic structure. Theor. Biol. Med. Model., 2007, v. 4, № 21, p. 1186-1194.Houweling A.R. and Brecht M. Behavioral report of single neuron stimulation in somatosensory cortex. Nature, 2008, v. 451. p. 65-68.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. 13-28.Samsonovich A.V. and Ascoli G.A. Morphological homeostasis in cortical dendrites. Prog. Natl. Acad. Sci. USA, 2006, v. 103, №5, p. 1569-1574.Zottoli S.J., Hordes A.R. and Faber D.S. Localization of optic tectal input to the ventral dendrite of the goldfish Mauthner cell. Brain Res., 1987, v. 401, № 1, p. 113-121.