von Dmitry Kobylkov ; Isabelle Musielak ; Katrin Haase ; Noemi Rook ; Kaya von Eugen ; Karin Dedek ; Onur Güntürkün ; Henrik Mouritsen ; Dominik Heyers
von Timo Grothe ; Tobias Böhm ; Karim Habashy ; Oliya Sadrillaevna Abdullaeva ; Jennifer Zablocki ; Arne Lützen ; Karin Dedek ; Manuela Schiek ; Andrea Ehrmann
Um angemessene Verhaltensreaktionen auszulösen muss sich das Nervensystem an Veränderungen in seiner Umgebung anpassen können. In Reaktion auf eine leichte Berührung der Haut biegt sich der Blutegel lokal und präzise weg von der Kontaktstelle. Ob wiederholte Berührung ein anderes Verhalten, durch Änderungen der neuronalen Netzwerkaktivität, auslösen kann ist jedoch nicht klar. Um diese Frage zu klären, wurden die biophysikalischen Eigenschaften eines einzelnen Mechanorezeptors, der T-Zelle, auf wiederholte Stimulation untersucht. Es zeigte sich, dass die T-Zelle ihr Membranpotential, basierend auf erhöhter Na + / K + -Pumpenaktivität, hyperpolarisiert. Dadurch verringert sich ein putativer Kaliumstrom. Dies führt zu einer erhöhten Aktivität im Zellsoma während sich gleichzeitig die Antwort auf taktile Stimulation verringert. Eine erhöhte Empfindlichkeit für synaptische Eingänge könnte ein anderes Verhalten auslösen, welches den Reiz effektiver vermeiden kann als das lokale Wegbiegen.
Nervous systems need to adapt to changes in their environment to trigger appropriate behavioral responses. In response to a single light touch of the skin, the medicinal leech produces a precise local bend away from the contact location. However, it is not clear whether repeated stimulation affects the behavioral outcome by changes in the neuronal network. To address this question the biophysical properties of a single mechanoreceptor, the T cell, were investigated. It was shown that repeated stimulation of a T cell hyperpolarizes the membrane potential based on increased Na+/K+ pump activity. This seems to change the opening probability of a putative K+ channel which lead to a higher spike count in the central spike initiation zone. Meanwhile the responses to tactile stimulation were diminished. Such an increased sensitivity for processing synaptic inputs could result in switching to an entirely different behavior that might avoid the repeated stimulus more effectively than bending.
