Pētnieki ir identificējuši jaunu neiroplastiskuma mehānismu, kas saistīts ar mācīšanos un atmiņu
Pēdējā pārskatīšana: 14.06.2024
Visi iLive saturs ir medicīniski pārskatīts vai pārbaudīts, lai nodrošinātu pēc iespējas lielāku faktisko precizitāti.
Mums ir stingras iegādes vadlīnijas un tikai saikne ar cienījamiem mediju portāliem, akadēmiskām pētniecības iestādēm un, ja vien iespējams, medicīniski salīdzinošiem pārskatiem. Ņemiet vērā, ka iekavās ([1], [2] uc) esošie numuri ir klikšķi uz šīm studijām.
Ja uzskatāt, ka kāds no mūsu saturiem ir neprecīzs, novecojis vai citādi apšaubāms, lūdzu, atlasiet to un nospiediet Ctrl + Enter.
Neironi ir svarīgi, taču tie nav vienīgie dalībnieki šajā procesā. Patiešām, tieši “skrimšļi”, ārpusšūnu matricas molekulu kopas, ko sauc par hondroitīna sulfātiem, kas atrodas nervu šūnu ārpusē, spēlē galveno lomu smadzeņu spējā iegūt un uzglabāt informāciju.
Pētījumā, kas publicēts žurnālā Cell Reports, ir aprakstīts jauns smadzeņu plastiskuma mehānisms jeb tas, kā mainās nervu savienojumi, reaģējot uz ārējiem stimuliem. Raksta nosaukums ir "Fokālās perisinaptiskās matricas kopas veicina no aktivitātes atkarīgu plastiskumu un atmiņu pelēm."
Šis darbs ir Hārvardas Medicīnas skolas, Trento Universitātes un Vācijas Neirodeģeneratīvo slimību centra (DZNE) Magdeburgas sadarbības rezultāts.
"Maņu prasmes un spēja izprast savu vidi ir atkarīgas no smadzeņu darbības, kas ļauj uztvert un apstrādāt stimulus, kas nāk no ārpasaules. Caur mūsu smadzenēm mēs spējam iegūt un uzglabāt jaunu informāciju, kā kā arī atcerēties informāciju, ko jau esam uzzinājuši,” saka Jurijs Boci un Gabriele Čelini.
"Šī aizraujošā parādība ir iespējama, pateicoties smadzeņu spējai nepārtraukti mainīt neironu savienojumu (sinapsu) struktūru un efektivitāti, reaģējot uz ārējiem stimuliem. Šo spēju sauc par sinaptisko plastiskumu. Izpratne par to, kā notiek sinaptiskās izmaiņas un kā tās veicina mācīšanās un atmiņa ir viens no galvenajiem neirobioloģijas uzdevumiem."
Yuri Bozzi ir Trento universitātes profesors un raksta līdzautors. Gabriele Chelini ir pirmā pētījuma autore. Celini sāka darbu pie šī projekta 2017. gadā kā pēcdoktorants laboratorijā, kuru vadīja Sabina Berretta (Maklīna slimnīca un Hārvardas Medicīnas skola, Bostona), un pabeidza zinātnisko publikāciju, strādājot kā pēcdoktorants Bozzi laboratorijā Trento Universitātē.
Pētījumā galvenā uzmanība pievērsta hondroitīna sulfātiem — molekulām, kas ir labi zināmas ar savu lomu locītavās, kurām ir arī svarīga funkcija smadzeņu plastiskumā, jo tās ir smadzeņu ekstracelulārās matricas neatņemama sastāvdaļa, kā to sākotnēji atklāja Dr. Aleksandra Ditjateva grupa. 2001. Gadā.
2007. gadā Japānā veikts pētījums aprakstīja apaļas formas hondroitīna sulfātu kopas, kas šķietami nejauši izkaisītas smadzenēs. Tomēr šis darbs tika aizmirsts, līdz Sabīnes Berretas translācijas neirobioloģijas laboratorija pievērsa šīm struktūrām zinātniskās sabiedrības uzmanību, pārdēvējot tās par CS-6 klasteriem (hondroitīna sulfāta-6, kas nosaka to precīzu molekulāro sastāvu) un parādot, ka šīs struktūras ir saistīti ar glia šūnām un ir ievērojami samazināti cilvēku ar psihotiskiem traucējumiem smadzenēs.
Pēc tam 2017. gadā Gabriele Celini, tikko pieņemta darbā Berretas laboratorijā, tika uzdota atklāt šo kopu funkcijas.
"Vispirms mēs detalizēti pārbaudījām šīs struktūras, attēlveidojot tās ar ļoti augstu izšķirtspēju. Mēs atklājām, ka tās būtībā ir sinapšu kopas, kas pārklātas ar CS-6 un sakārtotas skaidri atpazīstamā ģeometriskā formā. Pēc tam mēs identificējām jauna veida sinapses. Organizācija "saka zinātnieki.
"Šajā brīdī mums bija jāpielieto "eksperimentāla radošums"; izmantojot uzvedības, molekulāro un izsmalcinātu morfoloģisko pieeju kombināciju, mēs sapratām, ka šie savienojumi, kas iekapsulēti CS-6 klasteros, mainās, reaģējot uz elektrisko aktivitāti smadzenes."
"Visbeidzot, pateicoties sadarbībai ar Aleksandru Dityatevu no DZNE Magdeburg un Hadi Mirzapourdelawar no viņa grupas, mēs samazinājām CS-6 ekspresiju hipokampā (smadzeņu reģions, kas atbild par telpisko mācīšanos) un demonstrējām ka CS-6 klātbūtne ir nepieciešama sinaptiskajai plastikai un telpiskajai atmiņai," norāda Bozzi un Celini.
"Šis darbs paver ceļu jaunam skatījumam uz smadzeņu darbību. Iespējams, ka visām sinapsēm, kas veidojas uz dažādiem neironiem CS-6 klasteros, ir iespēja kopā reaģēt uz konkrētiem ārējiem stimuliem un piedalīties kopīgā funkcijā, kuras mērķis ir mācīšanās un atmiņas procesi " viņi atzīmē.
"Šķiet, ka tie ir jauns substrāts informācijas integrēšanai un asociāciju veidošanai daudzšūnu līmenī," piebilst Dityatevs un Berretta.
Šis darbs ir vairāku laboratoriju sadarbības rezultāts, tostarp Translācijas neirobioloģijas laboratorija (Sabina Berretta; Maklīna slimnīca — Hārvardas Medicīnas skola, Bostona), Neiro attīstības traucējumu izpētes laboratorija (Yuri Bozzi; CIMeC — starpdisciplinārais smadzeņu zinātnes centrs)., Trento Universitāte) un molekulāro neiroplastiskumu (Aleksandrs Dityatevs; DZNE Magdeburg).