Jump to content

Пластина для волос

Волосяные пластинки представляют собой тип проприорецепторов, находящихся в складках суставов насекомых . [ 1 ] Они состоят из пучка волосков, каждый из которых иннервируется одним механосенсорным нейроном. Функционально волосяные пластинки действуют как «детекторы пределов», сигнализируя о крайних положениях суставов. [ 2 ] который затем вызывает рефлекторное движение ног. [ 3 ]

Расположение и анатомия волосяной пластинки

[ редактировать ]
Рисунок.1 Схема волосяной пластины. Волосковые пластинки расположены рядом со складками внутри кутикулы, так что отклонение волосков сигнализирует об относительных движениях прилегающих сегментов тела или ног.

Волосковые пластинки состоят из поля кутикулярных волосков, в котором каждый волос иннервируется одним механосенсорным нейроном. [ 1 ] [ 4 ] (Рисунок 1). Волосяные пластинки расположены в складках кутикулы суставов, а связанные с ними волосы отклоняются во время движения суставов. [ 5 ] Количество волос поперек и внутри волосяных пластинок может варьироваться. [ 6 ] [ 7 ] и волосяные пластинки встречаются на разных частях тела, в том числе на ногах, [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 6 ] [ 11 ] шея, [ 12 ] [ 13 ] и усики. [ 14 ] [ 15 ] На ногах насекомых волосяные пластинки обнаруживаются в проксимальных суставах (т.е. грудо-тазик, тазико-вертел и вертел-бедренные суставы) на передних, средних и задних конечностях.

Нейроны волосяных пластинок проецируются в вентральный нервный канатик, где разветвляются дорсально и вокруг нейромера ноги. [ 16 ] Кроме того, нейроны волосковых пластинок, расположенных в суставе грудной клетки и тазика, проецируются через вентральный, дорсальный и добавочный переднегрудной нервы, тогда как другие нейроны волосяных пластинок на ноге проецируются через переднегрудной нерв ноги. [ 17 ] [ 18 ] Наконец, нейроны каждой волосковой пластинки могут иметь различную аксональную морфологию.

Сенсорное кодирование и схемы обратной связи

[ редактировать ]

Волосяные пластинки являются проприорецепторами. [ 1 ] и предоставляют информацию нервной системе о позиционном и двигательном состоянии тела и ног. Нейроны волосяных пластинок бывают двух видов: один реагирует фазически ( быстро адаптируясь ), а другой реагирует тонически ( медленно адаптируясь ) на временные или постоянные отклонения волос. [ 11 ] [ 19 ] Эти кодирующие свойства позволяют волосковым пластинкам сигнализировать о положении и движении прилегающих сегментов тела или ног. Нейроны, связанные с более длинными волосками внутри волосяной пластинки, образуют прямые моносинаптические возбуждающие химические синапсы с мотонейронами. [ 6 ] а также синапсы с неспайковыми интернейронами, которые обеспечивают тормозящий вход на антагонистические мотонейроны. [ 20 ] Таким образом, волосяные пластины обеспечивают быструю обратную связь, позволяющую контролировать направление движения ноги, на которой они расположены. Остается неизвестным, какую информацию передают более мелкие волоски волосяных пластинок и для чего эта информация используется для контроля моторики ног. Нейроны волосковых пластинок также участвуют в пресинаптическом торможении других проприорецепторов. [ 21 ]

Обратная связь с волосяной пластинкой для контроля поведения

[ редактировать ]

Прогулка

[ редактировать ]

Волосяные пластинки, расположенные в суставах ног, обеспечивают сенсорную обратную связь для контроля ходьбы. [ 8 ] [ 9 ] [ 22 ] [ 2 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] У палочников и тараканов хирургическое удаление пластинок волос тазика изменяет крайние движения ног таким образом, что нога может переступить через себя и столкнуться с ипсилатеральной ногой. Таким образом, волосяные пластины контролируют изменение направления движения ног, а также степень перемещения ног во время цикла шага. [ 8 ] [ 22 ] Эта функция «детектора пределов» аналогична функции суставных рецепторов млекопитающих . [ 26 ] Таким образом, волосяные пластинки кодируют экстремальные движения суставов во время ходьбы, чтобы точно контролировать направление движения ног.

Кормление

[ редактировать ]

Механосенсорная информация от волосковых пластинок передних конечностей также способствует регуляции пищевого поведения у плодовых мух Drosophila melanogaster. [ 27 ] . Интеграция механосенсорной информации волосяной пластинки с обонятельной информацией от антеннальных нейронов контролирует рефлекс разгибания хоботка (PER) у мух. Таким образом, сенсорная информация от волосяных пластинок интегрируется с информацией от других сенсорных модальностей, чтобы контролировать поведение, выходящее за рамки ходьбы.

Волосяные пластинки, расположенные на шее (известные как передний орган), контролируют положение головы относительно грудной клетки и обеспечивают сенсорную обратную связь для контроля положения головы. [ 12 ] [ 13 ] У мясной мухи Calliphora хирургическое удаление волосков передних органов с одной стороны заставляет муху компенсировать это за счет поворота головы в сторону прооперированной стороны. [ 12 ] Эти результаты позволяют предположить, что простернальный орган может участвовать в стабилизации взгляда.

Также было доказано, что волосяные пластины на ногах важны для поддержания осанки в состоянии покоя. Удаление передней вертельной волосяной пластинки на ноге палочника не изменило координацию между ногами, а скорее привело к тому, что эта нога стала держаться выше. [ 28 ] Также было показано, что волосяные пластинки на вертеле контролируют высоту тела. В целом, помимо контроля кинематики ходьбы, волосяные пластинки также участвуют в контроле позы.

Движение антенны

[ редактировать ]

Волосковые пластинки, расположенные на проксимальных сегментах усиков (рис. 2), обеспечивают сенсорную обратную связь для контроля движения усиков. [ 15 ] Считается, что они играют важную роль в активном распознавании, локализации объекта и целенаправленных движениях. [ 14 ] [ 29 ] .

Фигура. 2 Вид сбоку на антенну таракана: видны волосяные пластинки у основания.

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с Тутхилл; Уилсон (2016). «Механоощущения и адаптивное двигательное управление у насекомых» . Современная биология . 26 (20): Р1022–Р1038. дои : 10.1016/j.cub.2016.06.070 . ПМК   5120761 . ПМИД   27780045 .
  2. ^ Перейти обратно: а б Бесслер, У. (1 июня 1977 г.). «Сенсорный контроль движения ног палочника Carausius morosus». Биологическая кибернетика . 25 (2): 61–72. дои : 10.1007/BF00337264 . ISSN   1432-0770 . ПМИД   836915 . S2CID   2634261 .
  3. ^ Берроуз, Малькольм (26 сентября 1996 г.). Нейробиология мозга насекомых . Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-172441-1 .
  4. ^ Прингл, Дж (1938). «Проприоцепция у насекомых: III. Функция волосяных сенсилл в суставах» . ДЖЕБ . 15 (4): 467–473.
  5. ^ Прингл, JWS (1 октября 1938 г.). «Проприоцепция у насекомых: III. Функция волосяных сенсилл в суставах» . Журнал экспериментальной биологии . 15 (4): 467–473. дои : 10.1242/jeb.15.4.467 . ISSN   0022-0949 .
  6. ^ Перейти обратно: а б с Пирсон; Вонг; Фуртнер (1976). «Связи между афферентами волосяной пластинки и мотонейронами в ноге таракана». J Exp Biol . 64 (1): 251–266. дои : 10.1242/jeb.64.1.251 . ПМИД   5571 .
  7. ^ Петришак, Анна (1994). «Наружные проприорецепторы на ногах насекомых высших отрядов». Акта Биологика Краковеинсия . 36 : 13–22.
  8. ^ Перейти обратно: а б с Вендлер, Гернот (1 марта 1964 г.). «Бег и стояние палочника Carausius morosus: сенсорные поля щетинок в суставах ног как элементы цепей управления». Журнал сравнительной физиологии (на немецком языке). 48 (2): 198–250. дои : 10.1007/BF00297860 . ISSN   1432-1351 . S2CID   37588295 .
  9. ^ Перейти обратно: а б Маркл, Юбер (1 сентября 1962 г.). «Поля щетинок на суставах как органы чувств гравитации у муравьев и других перепончатокрылых». Журнал сравнительной физиологии (на немецком языке). 45 (5): 475–569. дои : 10.1007/BF00342998 . ISSN   1432-1351 . S2CID   38336445 .
  10. ^ Мерфи, РК; Поссиденте, Дебра; Поллак, Джеральд; Мерритт, диджей (1989). «Специфические для модальности аксональные проекции в ЦНС мух Phormia и Drosophila». Журнал сравнительной неврологии . 290 (2): 185–200. дои : 10.1002/cne.902900203 . ISSN   1096-9861 . ПМИД   2512333 . S2CID   6726012 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Ньюленд; Уоткинс; Пустошь; Нагаяма (1976). «Строение, ответные свойства и развитие волосяной пластинки на среднегрудной ноге саранчи». J Exp Biol . 64 : 233–249.
  12. ^ Перейти обратно: а б с Прейсс; Хенгстенберг (1992). «Строение и кинематика передних органов и их влияние на положение головы мясной мухи Calliphora erythocephala». J Comp Physiol . 171 : 483–493. дои : 10.1007/BF00194581 . S2CID   13379331 .
  13. ^ Перейти обратно: а б Полк; Гилберт (2006). «Проприоцептивное кодирование положения головы у черной львинки Hermetia illucens». J Exp Biol . 209 (Часть 19): 3913–3924. дои : 10.1242/jeb.02438 . ПМИД   16985207 . S2CID   12169844 .
  14. ^ Перейти обратно: а б Окада; Тох (2000). «Роль волосяных пластинок усиков в предметно-тактильной ориентации таракана». Журнал сравнительной физиологии A: Сенсорная, нервная и поведенческая физиология . 186 (9): 849–857. дои : 10.1007/s003590000137 . ПМИД   11085638 . S2CID   1917793 .
  15. ^ Перейти обратно: а б Краузе, Андре Ф.; Винклер, Андреа; Дюрр, Волкер (январь 2013 г.). «Центральный привод и проприоцептивный контроль движений усиков у палочника». Журнал физиологии, Париж . 107 (1–2): 116–129. doi : 10.1016/j.jphysparis.2012.06.001 . ISSN   1769-7115 . ПМИД   22728470 . S2CID   11851224 .
  16. ^ Мерритт, диджей; Мерфи, РК (1 августа 1992 г.). «Проекции проприорецепторов ног в ЦНС мухи Phormia относительно генерализованного ганглия насекомых» . Журнал сравнительной неврологии . 322 (1): 16–34. дои : 10.1002/cne.903220103 . ISSN   0021-9967 . ПМИД   1430308 . S2CID   10317647 .
  17. ^ Куан, Аарон Т.; Фелпс, Джаспер С.; Томас, Логан А.; Нгуен, Три М.; Хан, Джули; Чен, Цзяо-Линь; Азеведо, Энтони В.; Тутилл, Джон К.; Функе, Ян; Клотенс, Питер; Пакуряну, Александра (декабрь 2020 г.). «Плотная реконструкция нейронов с помощью рентгеновской голографической нанотомографии» . Природная неврология . 23 (12): 1637–1643. дои : 10.1038/s41593-020-0704-9 . ISSN   1546-1726 . ПМК   8354006 . ПМИД   32929244 .
  18. ^ Фелпс, Джаспер С.; Хильдебранд, Дэвид Грант Колберн; Грэм, Бретт Дж.; Куан, Аарон Т.; Томас, Логан А.; Нгуен, Три М.; Буманн, Джулия; Азеведо, Энтони В.; Сустар, Энн; Агравал, Света; Лю, Мингуань (04 февраля 2021 г.). «Реконструкция цепей управления моторикой взрослой дрозофилы с помощью автоматизированной просвечивающей электронной микроскопии» . Клетка . 184 (3): 759–774.e18. дои : 10.1016/j.cell.2020.12.013 . ISSN   0092-8674 . ПМЦ   8312698 . ПМИД   33400916 .
  19. ^ Французский; Вонг (1976). «Реакция сенсилл вертельной волосяной пластинки таракана на периодические и случайные перемещения». Биол. Кибер . 22 : 33–38. дои : 10.1007/BF00340230 . S2CID   9672599 .
  20. ^ Бюшгес, Ансгар; Шмитц, Йозеф (апрель 1991 г.). «Неспайковые пути противодействуют рефлексу сопротивления в торако-коксальном суставе палочников» . Журнал нейробиологии . 22 (3): 224–237. дои : 10.1002/neu.480220303 . ISSN   0022-3034 .
  21. ^ Штейн; Шмитц (1999). «Мультимодальная конвергенция пресинаптического афферентного торможения в проприорецепторах насекомых». Нейрофизиология . 82 (1): 512–514. дои : 10.1152/jn.1999.82.1.512 . ПМИД   10400981 .
  22. ^ Перейти обратно: а б Вонг; Пирсон (1976). «Свойства вертельной волосяной пластинки и ее функция в контроле ходьбы таракана». J Exp Biol . 64 (1): 233–249. дои : 10.1242/jeb.64.1.233 . ПМИД   1270992 .
  23. ^ Круз, Х.; Дин, Дж.; Суильманн, М. (1 сентября 1984 г.). «Вклад различных органов чувств в контроль движения ног ходячего насекомого» . Журнал сравнительной физиологии А. 154 (5): 695–705. дои : 10.1007/BF01350223 . ISSN   1432-1351 . S2CID   2519441 .
  24. ^ Шмитц, Дж. (1 октября 1986 г.). «Мотонейроны депрессора вертела и их роль в петле обратной связи вертела у палочника Carausius morosus». Биологическая кибернетика . 55 (1): 25–34. дои : 10.1007/BF00363975 . ISSN   1432-0770 . S2CID   23692174 .
  25. ^ Теуниссен, Лесли М.; Викрам, Субхашри; Дюрр, Фолькер (15 сентября 2014 г.). «Пространственная координация контактов ног у безудержно лазающих насекомых» . Журнал экспериментальной биологии . 217 (18): 3242–3253. дои : 10.1242/jeb.108167 . ISSN   0022-0949 . ПМИД   25013102 .
  26. ^ Тутилл, Джон К.; Азим, Эйман (5 марта 2018 г.). «Проприоцепция» . Современная биология . 28 (5): Р194–Р203. дои : 10.1016/j.cub.2018.01.064 . ISSN   1879-0445 . ПМИД   29510103 .
  27. ^ О, Су Мин; Чон, Кёнхва; Со, Чон Тэг; Мун, Сок Джун (16 февраля 2021 г.). «Мультисенсорные взаимодействия регулируют пищевое поведение дрозофилы» . Труды Национальной академии наук . 118 (7): e2004523118. Бибкод : 2021PNAS..11804523O . дои : 10.1073/pnas.2004523118 . ISSN   0027-8424 . ПМЦ   7896327 . ПМИД   33558226 .
  28. ^ Берроуз, Малькольм (1996). Нейробиология мозга насекомых . Оксфорд. ISBN  9780198523444 .
  29. ^ Шютц, Кристоф; Дюрр, Волкер (12 ноября 2011 г.). «Активное тактильное исследование адаптивного передвижения палочника» . Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 366 (1581): 2996–3005. дои : 10.1098/rstb.2011.0126 . ISSN   0962-8436 . ПМЦ   3172591 . ПМИД   21969681 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4e4b8e3bbd6eec1c6414f58726c8d3ac__1716087540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4e/ac/4e4b8e3bbd6eec1c6414f58726c8d3ac.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Hair plate - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)