Нейрональный гальванотропизм - Neuronal galvanotropism

Гальванотропизм нейронов - это способность направлять рост нейронных процессов с помощью внеклеточного электрического поля . Этот метод исследуется с конца 1920-х годов и, как было показано, направляет формирование как аксонических, так и дендритных процессов в культуре клеток . На этом этапе возможно только прямое разрастание препаратов in vitro . В пробирке препараты включают использование культуры блюда, в котором есть видовой Определённые нейрональный фактор роста . Нейроны удаляют из выбранного животного, высевают на чашку и дают расти (часто выдерживают в инкубации ). Приложение внеклеточного электрического поля показывает, что клетки будут расти в направлении, которое демонстрирует направление приложенного электрического поля. Это может быть либо в направлении катода или анода , в зависимости от типа субстрата клетки высевали на.

Считается, что механизм, лежащий в основе этого поведения, связан с воздействием электрического поля на рецепторы и мембранные белки на поверхности клетки . Эти заряженные белки будут испытывать электрофоретическую силу, притягивающую их к противоположно заряженному полюсу электрического поля. Большинство этих мембранных белков заряжены отрицательно, но при наблюдении кажется, что рост направлен к отрицательному полюсу (катоду). Это странное поведение, которое можно объяснить только электроосмотическими эффектами. Положительно заряженные ионы вне ячейки испытывают силу по направлению к катоду. Существует поток этих ионов за пределы клетки, и считается, что сдвигающая сила движения раствора тянет нейрит в катодном направлении. Кроме того, электрическое поле может деполяризовать ячейку около катодной стороны, открывая потенциалзависимые кальциевые каналы и позволяя ионам кальция проникать в ячейку. Считается, что кальций является фактором разрастания нейритов. Эта теория была поставлена ​​под сомнение в недавней статье ученых из Университета Пердью . Недавние исследования также включают различие между влиянием тока на направление роста и влиянием простого электрического поля. Также проводятся исследования с участием полей переменного и постоянного тока.

В настоящее время это хорошо изученная тема, в которой многие лаборатории нейробиологии по всему миру пытаются первыми иметь реальный метод управления ростом. Потенциальные применения включают направление и регенерацию поврежденных нервов, хотя они станут доступны только в очень отдаленном будущем. Этот метод также будет полезен при изучении нейронных сетей. Нейриты могут быть направлены друг к другу на большие расстояния и образовывать синапсы . Сети из сотен или тысяч ячеек могут быть построены и изучены.