Výskumníci identifikovali nový mechanizmus neuroplasticity spojený s učením a pamäťou
Posledná kontrola: 14.06.2024
Všetok obsah iLive je lekársky kontrolovaný alebo kontrolovaný, aby sa zabezpečila čo najväčšia presnosť faktov.
Máme prísne smernice týkajúce sa získavania zdrojov a len odkaz na seriózne mediálne stránky, akademické výskumné inštitúcie a vždy, keď je to možné, na lekársky partnerské štúdie. Všimnite si, že čísla v zátvorkách ([1], [2] atď.) Sú odkazmi na kliknutia na tieto štúdie.
Ak máte pocit, že niektorý z našich obsahov je nepresný, neaktuálny alebo inak sporný, vyberte ho a stlačte kláves Ctrl + Enter.
Neuróny sú dôležité, ale nie sú jedinými hráčmi v tomto procese. V schopnosti mozgu získavať a ukladať informácie skutočne zohráva kľúčovú úlohu „chrupavka“, zhluky molekúl extracelulárnej matrice nazývané chondroitín sulfáty umiestnené na vonkajšej strane nervových buniek.
Štúdia publikovaná v journal Cell Reports opisuje nový mechanizmus plasticity mozgu alebo ako sa menia nervové spojenia v reakcii na vonkajšie podnety. Príspevok má názov „Fokálne perisynaptické maticové zhluky podporujú plasticitu a pamäť závislú od aktivity u myší.“
Táto práca je výsledkom spolupráce medzi Harvard Medical School, University of Trento a Nemeckým centrom pre neurodegeneratívne choroby (DZNE) v Magdeburgu.
"Zmyslové schopnosti a schopnosť porozumieť nášmu prostrediu závisia od aktivity mozgu, ktorá nám umožňuje vnímať a spracovávať podnety prichádzajúce z vonkajšieho sveta. Prostredníctvom nášho mozgu sme schopní získavať a uchovávať nové informácie, napr. A tiež si zapamätať informácie, ktoré sme sa už naučili, “hovoria Yuri Bozzi a Gabriele Chelini.
"Tento fascinujúci jav je možný vďaka schopnosti mozgu neustále meniť štruktúru a efektivitu nervových spojení (synapsií) v reakcii na vonkajšie podnety. Táto schopnosť sa nazýva synaptická plasticita. Pochopenie toho, ako synaptické zmeny vznikajú a ako prispievajú k učenie a pamäť je jednou z hlavných úloh neurobiológie.“
Yuri Bozzi je profesor na univerzite v Trente a spoluautor článku. Gabriele Chelini je prvým autorom štúdie. Celini začala pracovať na tomto projekte v roku 2017 ako postdoktorandka v laboratóriu vedenom Sabinou Berrettou (McLean Hospital and Harvard Medical School, Boston) a vedeckú publikáciu dokončila, keď pracovala ako postdoktorandka v Bozziho laboratóriu na Univerzite v Trente.
Štúdia sa zameriava na chondroitín sulfáty, molekuly dobre známe svojou úlohou v kĺboch, ktoré tiež hrajú dôležitú funkciu pri plasticite mozgu, pretože sú neoddeliteľnou súčasťou extracelulárnej matrice mozgu, ako pôvodne objavila skupina Dr. Alexandra Dityateva v roku 2001.
V roku 2007 japonská štúdia opísala prítomnosť okrúhlych zhlukov chondroitín sulfátov rozptýlených zdanlivo náhodne v mozgu. Na túto prácu sa však zabudlo, kým translačné neurobiologické laboratórium Sabine Berrettovej neprinieslo tieto štruktúry späť do pozornosti vedeckej komunity, pričom ich premenovalo na klastre CS-6 (pre chondroitín sulfát-6, ktorý identifikuje ich presné molekulárne zloženie) a nepreukázalo, že tieto štruktúry sú spojené s gliovými bunkami a sú značne znížené v mozgoch ľudí s psychotickými poruchami.
Potom v roku 2017 dostal Gabriele Celini, čerstvo najatý v laboratóriu Berretta, za úlohu odhaliť funkciu týchto zhlukov.
"Najprv sme tieto štruktúry podrobne preskúmali, zobrazili sme ich vo veľmi vysokom rozlíšení. Zistili sme, že sú to v podstate zhluky synapsií potiahnuté CS-6 a usporiadané do jasne rozpoznateľného geometrického tvaru. Potom sme identifikovali nový typ synaptických organizácie “hovoria vedci.
"V tomto bode sme museli uplatniť určitú "experimentálnu kreativitu"; prostredníctvom kombinácie behaviorálnych, molekulárnych a sofistikovaných morfologických prístupov sme si uvedomili, že tieto zlúčeniny, zapuzdrené v klastroch CS-6, sa menia v reakcii na elektrickú aktivitu v mozog."
"Nakoniec sme vďaka spolupráci s Alexandrom Dityatevom z DZNE Magdeburg a úsiliu Hadiho Mirzapourdelawara z jeho skupiny znížili expresiu CS-6 v hipokampe (oblasti mozgu zodpovednej za priestorové učenie) a demonštrovali že prítomnosť CS-6 je nevyhnutná pre synaptickú plasticitu a priestorovú pamäť,“ zdôrazňujú Bozzi a Celini.
"Táto práca pripravuje pôdu pre nový pohľad na funkciu mozgu. Je možné, že všetky synapsie vytvorené na rôznych neurónoch v rámci klastrov CS-6 majú schopnosť spoločne reagovať na špecifické vonkajšie podnety a podieľať sa na spoločnej funkcii zameranej na procesy učenia a pamäte “ poznamenávajú.
„Zdá sa, že predstavujú nový substrát pre integráciu informácií a vytváranie asociácií na mnohobunkovej úrovni,“ dodávajú Dityatev a Berretta.
Táto práca je výsledkom spolupráce niekoľkých laboratórií vrátane Laboratória translačnej neurobiológie (Sabina Berretta; McLean Hospital – Harvard Medical School, Boston), Laboratória pre výskum neurovývojových porúch (Yuri Bozzi; CIMeC – Interdisciplinárne centrum pre vedu o mozgu, University of Trento) a molekulárna neuroplasticita (Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).