Mokslininkai nustatė naują neuroplastiškumo mechanizmą, susijusį su mokymusi ir atmintimi
Paskutinį kartą peržiūrėta: 14.06.2024
Visas „iLive“ turinys yra peržiūrėtas medicinoje arba tikrinamas, kad būtų užtikrintas kuo didesnis faktinis tikslumas.
Mes turime griežtas įsigijimo gaires ir susiejamos tik su geros reputacijos žiniasklaidos svetainėmis, akademinių tyrimų institucijomis ir, jei įmanoma, medicininiu požiūriu peržiūrimais tyrimais. Atkreipkite dėmesį, kad skliausteliuose ([1], [2] ir tt) esantys numeriai yra paspaudžiami nuorodos į šias studijas.
Jei manote, kad bet koks mūsų turinys yra netikslus, pasenęs arba kitaip abejotinas, pasirinkite jį ir paspauskite Ctrl + Enter.
Neuronai yra svarbūs, tačiau jie nėra vieninteliai proceso dalyviai. Iš tiesų, būtent „kremzlė“ – tarpląstelinės matricos molekulių, vadinamų chondroitino sulfatais, sankaupos, esančios nervų ląstelių išorėje, vaidina pagrindinį vaidmenį smegenų gebėjime gauti ir saugoti informaciją.
Tyrimas, paskelbtas žurnalas Cell Reports, aprašo naują smegenų plastiškumo mechanizmą arba kaip keičiasi nervų jungtys reaguojant į išorinius dirgiklius. Straipsnis pavadintas „Židinio peri-sinapsinės matricos klasteriai skatina nuo veiklos priklausomą plastiškumą ir pelių atmintį“.
Šis darbas yra Harvardo medicinos mokyklos, Trento universiteto ir Vokietijos neurodegeneracinių ligų centro (DZNE) Magdeburge bendradarbiavimo rezultatas.
"Sensoriniai įgūdžiai ir gebėjimas suprasti savo aplinką priklauso nuo smegenų veiklos, kuri leidžia suvokti ir apdoroti dirgiklius, ateinančius iš išorinio pasaulio. Per savo smegenis mes galime įgyti ir saugoti naują informaciją, kaip Taip pat prisiminkite informaciją, kurią jau sužinojome“, – sako Jurijus Bozzi ir Gabriele Chelini.
"Šis žavus reiškinys yra įmanomas dėl smegenų gebėjimo nuolat keisti nervinių jungčių (sinapsių) struktūrą ir efektyvumą reaguojant į išorinius dirgiklius. Šis gebėjimas vadinamas sinapsiniu plastiškumu. Supratimas, kaip vyksta sinapsiniai pokyčiai ir kaip jie prisideda prie mokymasis ir atmintis yra vienas iš pagrindinių neurobiologijos uždavinių.“
Jurijus Bozzi yra Trento universiteto profesorius ir vienas iš straipsnio autorių. Gabriele Chelini yra pirmoji tyrimo autorė. Celini pradėjo dirbti su šiuo projektu 2017 m. Būdamas doktorantūra Sabinos Berretta vadovaujamoje laboratorijoje (McLean ligoninė ir Harvardo medicinos mokykla, Bostonas), o mokslinę publikaciją baigė dirbdama Bozzi laboratorijoje Trento universitete.
Tyrimas skirtas chondroitino sulfatams, molekulėms, gerai žinomoms dėl savo vaidmens sąnariuose, kurios taip pat atlieka svarbią smegenų plastiškumo funkciją, nes yra neatskiriama smegenų ekstraląstelinės matricos dalis, kaip iš pradžių atrado daktaro Aleksandro Dityatevo grupė. 2001 m.
2007 m. Japonijos tyrime buvo aprašytos apvalios formos chondroitino sulfatų sankaupos, kurios, atrodo, atsitiktinai išsibarsčiusios smegenyse. Tačiau šis darbas buvo pamirštas, kol Sabine Berretta transliacinės neurobiologijos laboratorija vėl atkreipė mokslo bendruomenės dėmesį į šias struktūras, pervadindama jas CS-6 klasteriais (chondroitino sulfatu-6, kuris identifikuoja tikslią jų molekulinę sudėtį) ir įrodydama, kad šios struktūros yra susiję su glijos ląstelėmis ir jų labai sumažėja psichikos sutrikimų turinčių žmonių smegenyse.
Tada 2017 m. Gabriele Celini, naujai pasamdyta Berretta laboratorijoje, buvo įpareigota atskleisti šių grupių funkciją.
"Pirmiausia išsamiai išnagrinėjome šias struktūras, vaizduodami jas labai didele raiška. Nustatėme, kad tai iš esmės yra sinapsių sankaupos, padengtos CS-6 ir suskirstytos į aiškiai atpažįstamą geometrinę formą. Tada nustatėme naują sinapsių tipą organizacija“, – sako mokslininkai.
"Šiuo metu turėjome panaudoti tam tikrą "eksperimentinį kūrybiškumą"; derindami elgesio, molekulinius ir sudėtingus morfologinius metodus supratome, kad šie junginiai, inkapsuliuoti į CS-6 grupes, keičiasi reaguodami į elektrinį aktyvumą smegenys“.
Galiausiai, bendradarbiaudami su Aleksandru Dityatevu iš DZNE Magdeburg ir Hadi Mirzapourdelawar iš jo grupės pastangų, sumažinome CS-6 ekspresiją hipokampe (už erdvinį mokymąsi atsakingame smegenų regione) ir parodėme kad CS-6 buvimas yra būtinas sinapsiniam plastiškumui ir erdvinei atminčiai“, – pabrėžia Bozzi ir Celini.
"Šis darbas atveria kelią naujam požiūriui į smegenų funkciją. Gali būti, kad visos sinapsės, susidarančios skirtinguose CS-6 klasterių neuronuose, turi galimybę kartu reaguoti į konkrečius išorinius dirgiklius ir dalyvauti bendroje funkcijoje, kuria siekiama mokymosi ir atminties procesai“, – pažymi jie.
„Atrodo, kad jie yra naujas substratas, skirtas integruoti informaciją ir formuoti asociacijas daugialąsčiu lygiu“, – priduria Dityatevas ir Berretta.
Šis darbas atliktas bendradarbiaujant kelioms laboratorijoms, įskaitant Transliacinės neurobiologijos laboratoriją (Sabina Berretta; McLean ligoninė – Harvardo medicinos mokykla, Bostonas), Neurodevelopmental Disorders Research Laboratory (Yuri Bozzi; CIMeC – tarpdisciplininis smegenų mokslo centras)., Trento universitetas) ir molekulinis neuroplastiškumas (Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).