Участок в центре этого механизма управления — короткий сегмент аксона, где в первую очередь инициируется электрическая активность. Эта замечательная структура, также известная как начальный сегмент аксона (или сокращенно AIS), отвечает за интеграцию всей информации, которую нейрон получает через свои синапсы, для создания потенциала действия, электрической валюты информации, используемой нейронами.
Возможно, неудивительно, что модуляция этого домена должна иметь важное влияние на возбудимость клетки. Фактически, предыдущие открытия лаборатории Берроне были первыми, кто обнаружил, что изменения в структуре AIS могут изменить возбудимость нейронов, чтобы стабилизировать их общую электрическую активность (Grubb Burrone Nature 365: 1070). Менее известно, что происходит с уникальными синапсами, которые формируются вдоль AIS, когда эта область аксона модифицируется. «Мы очень мало знаем об этих нечетных аксональных синапсах, кроме того, что они находятся в нужном месте для модуляции нейронального выхода, воздействуя непосредственно на начальный сегмент аксона», — говорит старший автор, профессор Хуан Бурроне, «но что происходит, когда AIS изменяется, было: до сих пор загадка. "Это исследование впервые показывает, что в срезах гиппокампа, области мозга, которая, как известно, важна для обучения и памяти, увеличение нейрональной активности заставляет AIS отодвигаться от тела клетки вдоль аксона примерно наполовину. его длина.
Однако синапсы остаются на месте, вызывая несоответствие между AIS и синапсами, которые его контролируют. В сотрудничестве с доктором Даниэлем Каттаертом из INCIA в Бордо авторы использовали вычислительные модели для изучения функциональных последствий такой схемы.
Этот подход показал, что синапсы, которые остались позади, те, что лежат в промежутке между телом клетки и AIS, особенно важны для снижения возбудимости нейронов, позволяя нейронам оставаться функциональными даже при постоянной стимуляции. Как сказал доктор Винни Вефельмейер, ведущий автор этого исследования: «Начальный сегмент аксона подобен голосовой связке нейрона: без него он не смог бы общаться. Изменение положения AIS относительно модулирующих синапсов гарантирует что то, что говорит нейрон, остается значимым ».