Юный Натуралист 1976-03, страница 4

2

нюсенький металлический электрод, на экране осциллографа появятся сигналы. Ученые всего мира, регистрируя электрические реакции нервной клетки, пытаются понять механизмы ее работы. Но записать их совсем непросто. Во-первых, нужно научиться создавать столь миниатюрные электроды, которые, проходя через оболочку клетки, не очень бы ее калечили. Попасть в нервную клетку довольно трудно. Нейроны не сидят, прижавшись друг к другу. Они рассеяны в мозгу примерно так же, как звезды на небе, и, как ракета, пущенная наугад, только случайно может столкнуться со звездой, так и электрод, который ученый медленно погружает в мозг, может порой не встретить на своем пути ни одной нервной клетки. Но если встреча и состоится, ученый получит очень скудную информацию. Он .никогда не узнает, в каком нейроне побывал его электрод, что было причиной возникновения электрических потенциалов, какие процессы происходили в самой клетке и в окружающей ее среде. Совсем иначе пошло бы исследование, если бы можно было извлечь отдельный нейрон из мозга, ввести в него электрод и, капая различными химическими веществами или впрыскивая их внутрь клетки, изучать, как меняются его электрические реакции.

Фантастическая, невероятная картина. За такую сложнейшую работу не взялся бы, наверное, даже знаменитый лесковский Левша. Однако киевские ученые из лаборатории академика П. Г. Костюка попробовали решить эту задачу. Сначала им нужно было произвести демонтаж мозга, разобрать его на отдельные нейроны. За большой и сложный мозг млекопитающих киевские ученые не взялись. Был использован объект попроще — нервный ганглий улитки. У улиток, которые живут в каждом самом маленьком пруду, некоторые нервные клетки довольно большие, к тому же лежат они на самой поверхности ганглия.

Пока невозможно изготовить даже микроинструменты, которые удалось бы ввести между нервными клетками, не повреждая их, отделить один из нейронов и извлечь его из ганглия. Ученые решили разрушить связи между нервными клетками химическим путем. Им не пришлось изобретать специальный растворитель. Он давно создан природой. Это фермент пепсин. С его помощью переваривается в желудке мясная пища. Удалось подобрать такую концентрацию фермента, при которой растворялись глиальные клетки ганглия и все связи между клетками, но оболочка нейрона не повреждалась. Нервная клетка очень важная деталь мозга, не случайно она одета в прочную оболочку, способную уберечь нейрон от многих неприятностей.

И все же абсолютно неповрежденный

нейрон извлечь из мозга не удалось. Невозможно выплести тонюсенькие отростки нервной клетки. Пришлось их рвать. Ученых очень беспокоило, смогут ли они залечить или закрыть раны, чтобы вещество клетки не вылилось наружу. Опасения оказались напрасными. Нервная клетка снабжена удивительным механизмом самовосстановления. Чуть только происходит обрыв отростка, оболочка в месте обрыва начинает сжиматься. Мгновенье — и рана затягивается. Еще две-три секунды, и клетка полностью здорова. Можно приступать к ее исследованию.

Извлечь нервную клетку из мозга было главной задачей. Затем ее надо было прочно укрепить. Ученые поступали следующим образом. В центре металлической пластинки высверливали микроскопический конусообразный канал. Верхнее отверстие канала сделали чуть больше нейрона, а нижнее чуть меньше. Вставить в отверстие нейрон тоже оказалось несложно. Этот процесс ученым удалось механизировать. Пластинкой перегораживали крохотный сосуд. В его верхнюю часть наливали физиологический раствор, туда помещали нервную клетку и повышали давление. Жидкость начинала просачиваться сквозь отверстие и в конце концов засасывала нейрон. Оставалось стенки отверстия обмазать клеем — в арсенале ученых нашелся нужный, — и нервная клетка оказывалась закрепленной. Теперь ученые могли приступать к ее изучению. В крупные клетки моллюсков удавалось одновременно вводить до пяти электродов.

Ученые давно пришли к выводу, что протоплазма и ядро нервной клетки — это ее и энергетический центр, и комбинат бытового обслуживания. Непосредственного участия в мыслительной деятельности они не принимают. Думаем мы главным образом оболочками нервных клеток. Вот почему ученые, получив в свое распоряжение уникальный препарат — отдельную живую нервную клетку, — не успокоились на достигнутом. Им захотелось иметь кусочек живой клеточной мембраны, чтобы выяснить, как она создает электрические импульсы — те сигналы, которыми обмениваются нервные клетки.

На первый взгляд задача казалась невыполнимой. Однако ученым помогло одно давнишнее наблюдение: если клетку обработать раствором, не содержащим кальция, ее оболочка начинает легко пропускать ионы натрия, калия, кальция, то есть превращается в мелкое сито, сквозь отверстия которого проходят маленькие молекулы, а более крупные молекулы белков и других органических веществ пройти не могут. Подготовленная таким образом клетка хорошо себя чувствует и нормально функцио