Различия между синаптическими связями

Рассмотрим следующие синаптические соединения ( отсюда ):

аксодендритный - термин, относящийся к возбуждающей или тормозной синаптической связи между пресинаптическим аксоном передающего нейрона и постсинаптическим дендритом (дендритами) принимающего нейрона в пути прохождения нервного импульса; такие связи могут влиять на то, будет ли генерироваться градиентный потенциал на постсинаптическом дендрите .

аксосоматический - термин, относящийся к возбуждающей или тормозной синаптической связи между пресинаптическим аксоном передающего нейрона и телом/сомой постсинаптической клетки принимающего нейрона в пути прохождения нервного импульса; такие связи могут влиять на то, будет ли генерироваться потенциал действия в постсинаптической триггерной зоне аксона на аксонном бугорке .

аксоаксонический - термин, относящийся к возбуждающей или тормозной синаптической связи между пресинаптическим аксоном передающего нейрона и постсинаптическим аксонным холмиком или аксоном принимающего нейрона в пути прохождения нервного импульса; такие связи могут влиять на то, будет ли генерироваться потенциал действия в постсинаптической триггерной зоне аксона на аксонном бугорке .

Каковы именно различия между соединениями с точки зрения их влияния на нейрон?

В моем понимании:

  • аксодендритный: влияет на дендрит следовательно, влияет на градуированный потенциал нейрона
  • аксосоматический: напрямую влияет на градуированный потенциал нейрона
  • аксоаксонический: влияет только на аксон (независимо от нейрона?)

Следовательно, насколько я понимаю, аксодендритические и аксосоматические связи дают один и тот же результат: они влияют на градуированный потенциал нейрона ( например, «возбуждается» ли нейрон ), тогда как аксоаксональная связь влияет только на то, возбуждается ли аксон. Это правильно?

Если да, то какова цель дендритов? Если аксоны могут соединяться с телом клетки напрямую, то зачем им нужны дендриты (помимо того, что они дают большую поверхность соединения с нейроном)?

Примечание. Я прочитал этот ответ , который частично объясняет использование дендритов. Однако в нем также говорится, что затухание сигнала из-за синаптического расположения компенсируется локальным изменением потенциала. Следовательно, ИМО, ответ гласит, что основное преимущество наличия дендритов заключается в том, что тормозные аксосоматические синапсы могут извлекать выгоду из зависимости местоположения аксодендритических синапсов. Является ли это истинной и единственной целью аксосоматических синапсов? (Пожалуйста, поправьте меня, если мой вывод неверен!)

Я написал этот связанный ответ. Я не имел в виду, что расположение синапсов всегда компенсируется изменением локального потенциала.
@yamad Спасибо за разъяснение. Вы случайно не знаете различий (по функциональности) между аксосоматической и аксодендритической синаптической связью?

Ответы (1)

Нейроны — это все о специализированных структурах, выполняющих особые роли. Вы дали хорошее обоснование для дендритов — эффективного способа разместить множество соединений в небольшом пространстве. Пирамидальный нейрон в коре, например, будет иметь десятки тысяч синапсов. Если бы у вас были только аксосоматические соединения, сома должна была бы быть огромной, чтобы вместить их все (и это вызвало бы множество других проблем).

Дендритная структура также позволяет клетке более эффективно использовать электрические свойства (см. Теорию кабелей) и независимо обрабатывать входные данные. Фактически, различные части дендрита теперь рассматриваются как независимые вычислительные отсеки. Например, клетка может захотеть выборочно укрепить один синапс или все синапсы на одной дендритной ветви. Физически изолируя эти синапсы в небольших дендритных структурах, легче вносить эти целенаправленные изменения без нежелательных «перекрестных помех» на другие синапсы или активность клеток. Более того, входящие соединения из разных областей часто разделяются на области дендрита (например, в пирамидных нейронах гиппокампа СА1, корковые связи с наиболее удаленной частью дендрита, внутренние связи гиппокампа с частью дендрита ближе к соме).

Когда клетка имеет большой дендрит (некоторые нейроны не имеют дендритов), полезно думать об аксодендритических синапсах как о нормальных входных данных, которые вносят вклад в мелкозернистые вычисления, а об аксосоматических и аксоаксональных синапсах как о более глобальных воротах. Эти последние типы используют свое расположение, чтобы закоротить «нормальные» вычисления в дендритах. Тормозной аксосоматический синапс, например, будет уменьшать эффект всех дендритных входов при активации.

Чрезвычайно информативно. Спасибо. Если позволите, хотелось бы узнать ваше мнение о теории о том, что «срабатывание» нейронов как-то связано со специфическим сочетанием возбуждающих дендритов. Например, если мы пренебрежем различиями в изменении потенциала и предположим, что 3 дендрита возбуждаются с одинаковым потенциальным влиянием на мембранный потенциал, думаете ли вы, что разные комбинации этих 3 дендритов по-разному влияют на возбуждение нейрона? Или потенциальные изменения трех дендритов всегда просто суммируются? Итак, при равных потенциальных изменениях имеет ли значение местоположение?
@ Жан-Поль Да, местоположение имеет значение. В целом пространственный и временной паттерн синаптической активации имеет большое значение. Два синапса, активированные одновременно на разных ветвях дендритов, будут иметь другой эффект, чем два синапса на одной и той же ветви. Два синапса на одной и той же ветви будут иметь разный эффект в зависимости от порядка активации. Хорошее эмпирическое правило для размышлений о нейронных вычислениях: если что-то может меняться, это, вероятно, имеет значение (а если это не имеет значения, вероятно, существует очень интересная история о том, как нейрон игнорирует вариацию).
Большое спасибо за ваше время и усилия! Это очень полезно. Мне просто любопытно: имеет ли значение местоположение с точки зрения силы сигнала или оно имеет значение для паттерна, по которому срабатывает нейрон?