Motoneuronas sinapsines sroves transformuoja į veikimo potencialų (VP) seką. Šią transformaciją apibūdina motoneurono perdavimo funkcija, kurią galima tirti eksperimentiškai, kaip VP dažnio priklausomybę nuo įleidžiamos srovės dydžio (f-I santykis). Veikimo potencialo ir jo sekų generavimą stipriai įtakoja srovės, kurias generuoja įtampos valdomi jonų kanalai. Viena tokių srovių yra pastovi natrio jonų srovė (INaP). Tyrimai atlikti su vėžlių (Chrysemys scripta elegans) nugaros smegenų motoneuronais. Nustatyme, kad INaP motoneuronuose sukelia reobazės poslinkį į mažesnių srovių pusę. Taip pat INaP sumažina perdavimo funkcijos (f-I) statumą. Nustatyta, kad kasymosi reflekso metu (veikiant neuroniniam tinklui) motoneuronų laidumas ženkliai padidėja. Motoneurono laidumo padidėjimą galima sukelti į ekstraląstelinę terpę pridėjus muscimolio- GABAA receptorių agonisto. Nustatėme, kad ląstelės laidumo padidėjimas reobazę paslenka į didesnių srovių pusę. Motoneurono laidumo padidėjimas taip pat sukelia perdavimo funkcijos (f-I) statumo sumažėjimą. / Motoneurons transform synaptic inputs in to sequences of action potentials (AP). This transformation can be investigated as dependence of spike frequency on injected current (f-I relation). Generation of AP and firing-pattern are strongly influenced by a number of voltage dependant ion conductance. The role of persistent sodium current (INaP) on f-I relation was investigated. The investigation was performed on motoneurons from adult turtle (Chrysemys scripta elegans) spinal cord. We found that INaP decreased the reobase and decreased the steepness of f-I relation. It was found, that during scratching (when neurons network are active) the conductance of motoneurons was strongly increased. We investigated how high conductance affects reobase and f-I relation. The conductance of motoneurons was increased by bath applied muscimol– an agonist of GABAA receptors. We found that increased motoneuron conductance increased reobase and decreased the steepness of f-I relation.

Motoneuronai – tai nervinės ląstelės tiesiogiai valdančios raumenis. Motoneuronuose, kaip ir kitose neuronuose, įėjimo transformacija į išėjimą charakterizuojama perdavimo funkcija, kuri dažniausiai aprašoma tam tikro statumo tiesine priklausomybe. Didelis perdavimo funkcijos statumas leidžia išvystyti didelę raumens susitraukimo jėgą, o mažas – įgalina tikslų raumenų valdymą. Perdavimo funkcijos charakteristikas apsprendžia neurono membranoje esantys joniniai kanalai. Pavyzdžiui, veikimo potencialų adaptaciją sukeliantys joniniai kanalai perdavimo funkcijos statumą mažina. Be to, neuroninio tinklo veikimo metu išskirti neurotransmiteriai gali veikti joninius kanalus ir pritaikyti perdavimo funkciją konkretaus judesio vykdymui. Šio darbo tikslas buvo įvertinti nugaros smegenų motoneuronų perdavimo funkcijos ypatybes ir ištirti jos galimus modifikavimo mechanizmus. Tyrimams naudoti vėžlio nugaros smegenų motoneuronai. Disertacijoje parodėme, kad perdavimo funkcijos statumas įvertintas trikampiais srovės impulsais sutampa su stacionariu perdavimo funkcijos statumu, įvertintu stimuliuojant motoneuronus stačiakampiais srovės impulsais. Nustatėme, kad farmakologiškai padidintas motoneuronų membranos laidumas neįtakoja perdavimo funkcijos statumo. Taip pat parodėme, kad nuolatinė Na+ srovė sumažina pradinį ir ankstyvąjį perdavimo funkcijų statumus. / Motoneurons are the spinal neurons that directly control the muscle contraction. The gain characterizes how the synaptic input to motoneuron is converted in to action potential firing and subsequent muscle contraction. The high gain allows a high force and fast contraction, while the low gain is essential for a fine control of movements. The gain of motoneurons is mainly determined by a set of ion channels in membrane and therefore is a subject for modification. It is known, that the gain decreases during adaptation of action potential firing. Moreover, the neurotransmitters released during spinal network activity may modify the ion channel activity and therefore adjust the gain to the functional needs. The aim of this study was to evaluate the gain of spinal cord motoneurons and investigate mechanisms of its modification. Spinal motoneurons from adult turtle were used. We found that the gain of motoneurons estimated from triangular current ramps is the same as steady one obtained from square current steps. Pharmacologically increased conductance of motoneuron membrane does not change the gain. Finally, we demonstrated that persistent inward Na+ current increases excitability and reduces the transient and early gain of spinal motoneurons.

Motoneurons are the spinal neurons that directly control the muscle contraction. The gain characterizes how the synaptic input to motoneuron is converted in to action potential firing and subsequent muscle contraction. The high gain allows a high force and fast contraction, while the low gain is essential for a fine control of movements. The gain of motoneurons is mainly determined by a set of ion channels in membrane and therefore is a subject for modification. It is known, that the gain decreases during adaptation of action potential firing. Moreover, the neurotransmitters released during spinal network activity may modify the ion channel activity and therefore adjust the gain to the functional needs. The aim of this study was to evaluate the gain of spinal cord motoneurons and investigate mechanisms of its modification. Spinal motoneurons from adult turtle were used. We found that the gain of motoneurons estimated from triangular current ramps is the same as steady one obtained from square current steps. Pharmacologically increased conductance of motoneuron membrane does not change the gain. Finally, we demonstrated that persistent inward Na+ current increases excitability and reduces the transient and early gain of spinal motoneurons. / Motoneuronai – tai nervinės ląstelės tiesiogiai valdančios raumenis. Motoneuronuose, kaip ir kitose neuronuose, įėjimo transformacija į išėjimą charakterizuojama perdavimo funkcija, kuri dažniausiai aprašoma tam tikro statumo tiesine priklausomybe. Didelis perdavimo funkcijos statumas leidžia išvystyti didelę raumens susitraukimo jėgą, o mažas – įgalina tikslų raumenų valdymą. Perdavimo funkcijos charakteristikas apsprendžia neurono membranoje esantys joniniai kanalai. Pavyzdžiui, veikimo potencialų adaptaciją sukeliantys joniniai kanalai perdavimo funkcijos statumą mažina. Be to, neuroninio tinklo veikimo metu išskirti neurotransmiteriai gali veikti joninius kanalus ir pritaikyti perdavimo funkciją konkretaus judesio vykdymui. Šio darbo tikslas buvo įvertinti nugaros smegenų motoneuronų perdavimo funkcijos ypatybes ir ištirti jos galimus modifikavimo mechanizmus. Tyrimams naudoti vėžlio nugaros smegenų motoneuronai. Disertacijoje parodėme, kad perdavimo funkcijos statumas įvertintas trikampiais srovės impulsais sutampa su stacionariu perdavimo funkcijos statumu, įvertintu stimuliuojant motoneuronus stačiakampiais srovės impulsais. Nustatėme, kad farmakologiškai padidintas motoneuronų membranos laidumas neįtakoja perdavimo funkcijos statumo. Taip pat parodėme, kad nuolatinė Na+ srovė sumažina pradinį ir ankstyvąjį perdavimo funkcijų statumus.