Kontrolowanie fal mózgowych z powierzchni mózgu
W ośrodkowym układzie nerwowym (OUN), komórka nerwowa, neuron, ma "las" złożonych drzew dendrytycznych wyrastających z ciała komórki. Odbierają one sygnały z wielu tysięcy synaps (złączy, które umożliwiają transmisję sygnału) umiejscowionych wokół drzewa. Sygnały te są następnie zdolne do wygenerowania impulsu, "potencjału iglicowego", znanego jako potencjał czynnościowy w początkowej części aksonu. Wcześniejsze badania potwierdzały, że aktywna synapsa wygeneruje sygnał elektryczny pod wpływem neuroprzekaźników uwalnianych z presynaptycznych aksonów. Zapisy elektryczne z kory nowej potwierdziły, że zgodnie z prognozą teorii kablowej, modulacja potencjału na dendrycie jest w wysokim stopniu zależna od odległości od ciała komórki lub somy. Celem projektu "Przetwarzanie danych w dendrytach dystalnych neuronów piramidowych V warstwy kory nowej" (Channelrhodopsin) było rzucenie światła na to, jak te dalsze miejsca na "drzewie" wpływają na potencjał czynnościowy neuronów postsynaptycznych. Co więcej, zbadano dokładnie, w jaki sposób może być generowany dendrytyczny potencjał iglicowy, co stanowi kolejną kwestię, o której jak dotąd bardzo niewiele wiadomo. Prowadzone niedawno badanie zwróciło uwagę na znaczenie czynnościowe receptorów N-metylo-D-asparaginianu (NMDA) w wywoływaniu produkcji sygnału, który jest przekazywany do somy, a następnie wyzwala potencjał iglicowy. Istnieją także pośrednie dowody na to, że neurony wstawkowe, których celem są dendryty, mogą kontrolować poziom pobudliwości dendrytów. Zespół projektu Channelrhodopsin jednocześnie zarejestrował elektryczne zapisy pre- i postsynaptyczne zidentyfikowanych neuronów wstawkowych i specjalnego rodzaju neuronów, komórek piramidowych, które są jednostkami pobudzenia początkowego w korze mózgowej ssaków. Na początek zespół projektu scharakteryzował różne typy neuronów hamujących umiejscowionych głęboko w korze mózgowej, w V warstwie na dendrytach wierzchołkowych. Następnie badacze wykazali, że hamujący neuron wstawkowy specjalnego typu w zewnętrznej warstwie kory nowej może tłumić generowanie dendrytycznego potencjału iglicowego w warstwie V. Wyniki projektu ukazują, że powierzchniowy neuron hamujący może wpływać na przetwarzanie informacji w konkretnym neuronie piramidowym. Badanie będzie mieć potężne implikacje dla neurobiologii i przyczyni się do rozwikłania zagadki całkowitej czynności neuronów OUN.
