Vědci identifikovali nový mechanismus neuroplasticity spojený s učením a pamětí
Naposledy posuzováno: 14.06.2024
Veškerý obsah iLive je lékařsky zkontrolován nebo zkontrolován, aby byla zajištěna co největší věcná přesnost.
Máme přísné pokyny pro získávání zdrojů a pouze odkaz na seriózní mediální stránky, akademické výzkumné instituce a, kdykoli je to možné, i klinicky ověřené studie. Všimněte si, že čísla v závorkách ([1], [2] atd.) Jsou odkazy na tyto studie, na které lze kliknout.
Pokud máte pocit, že některý z našich obsahů je nepřesný, neaktuální nebo jinak sporný, vyberte jej a stiskněte klávesu Ctrl + Enter.
Neurony jsou důležité, ale nejsou jedinými hráči v procesu. Ve schopnosti mozku získávat a ukládat informace hrají klíčovou roli „chrupavka“, shluky molekul extracelulární matrice nazývané chondroitin sulfáty umístěné na vnější straně nervových buněk.
Studie publikovaná v journal Cell Reports popisuje nový mechanismus plasticity mozku neboli to, jak se nervová spojení mění v reakci na vnější podněty. Článek se jmenuje „Fokální perisynaptické maticové shluky podporují plasticitu a paměť závislou na aktivitě u myší.“
Tato práce je výsledkem spolupráce mezi Harvard Medical School, University of Trento a Německým centrem pro neurodegenerativní nemoci (DZNE) v Magdeburgu.
"Smyslové schopnosti a schopnost porozumět našemu prostředí závisí na aktivitě mozku, která nám umožňuje vnímat a zpracovávat podněty přicházející z vnějšího světa. Prostřednictvím našeho mozku jsme schopni získávat a ukládat nové informace, např. A také si zapamatovat informace, které jsme se již naučili,“ říkají Yuri Bozzi a Gabriele Chelini.
"Tento fascinující fenomén je možný díky schopnosti mozku neustále měnit strukturu a účinnost nervových spojení (synapse) v reakci na vnější podněty. Tato schopnost se nazývá synaptická plasticita. Pochopení toho, jak synaptické změny vznikají a jak přispívají k učení a paměť je jedním z hlavních úkolů neurobiologie.“
Yuri Bozzi je profesorem na univerzitě v Trentu a spoluautorem článku. Gabriele Chelini je prvním autorem studie. Celini začala na tomto projektu pracovat v roce 2017 jako postdoktorandka v laboratoři vedené Sabinou Berrettou (McLean Hospital and Harvard Medical School, Boston) a vědeckou publikaci dokončila, když pracovala jako postdoktorandka v Bozziho laboratoři na University of Trento.
Studie se zaměřuje na chondroitin sulfáty, molekuly dobře známé svou úlohou v kloubech, které také hrají důležitou funkci v plasticitě mozku, protože jsou nedílnou součástí extracelulární matrix mozku, jak původně objevila skupina Dr. Alexandra Dityateva v roce 2001.
V roce 2007 japonská studie popsala přítomnost kulatých shluků chondroitin sulfátů rozptýlených zdánlivě náhodně v mozku. Tato práce však byla zapomenuta, dokud translační neurobiologická laboratoř Sabine Berretta nepřinesla tyto struktury zpět do pozornosti vědecké komunity, přejmenovala je na klastry CS-6 (pro chondroitin sulfát-6, který identifikuje jejich přesné molekulární složení) a neprokázala, že tyto struktury jsou spojené s gliovými buňkami a jsou značně redukovány v mozcích lidí s psychotickými poruchami.
Poté, v roce 2017, Gabriele Celini, nově najatý v Berrettině laboratoři, dostal za úkol odhalit funkci těchto shluků.
"Nejprve jsme tyto struktury podrobně prozkoumali, zobrazili jsme je ve velmi vysokém rozlišení. Zjistili jsme, že jde v podstatě o shluky synapsí potažených CS-6 a organizovaných do jasně rozpoznatelného geometrického tvaru. Poté jsme identifikovali nový typ synaptických organizace “říkají vědci.
"V tomto bodě jsme museli uplatnit určitou 'experimentální kreativitu'; prostřednictvím kombinace behaviorálních, molekulárních a sofistikovaných morfologických přístupů jsme si uvědomili, že tyto sloučeniny, zapouzdřené v klastrech CS-6, se mění v reakci na elektrickou aktivitu v mozek."
"Nakonec jsme díky spolupráci s Alexandrem Dityatevem z DZNE Magdeburg a úsilí Hadiho Mirzapourdelawara z jeho skupiny snížili expresi CS-6 v hippocampu (oblast mozku zodpovědná za prostorové učení) a ukázali že přítomnost CS-6 je nezbytná pro synaptickou plasticitu a prostorovou paměť,“ upozorňují Bozzi a Celini.
"Tato práce připravuje cestu k novému pohledu na mozkové funkce. Je možné, že všechny synapse vytvořené na různých neuronech v klastrech CS-6 mají schopnost reagovat společně na specifické vnější podněty a podílet se na společné funkci zaměřené na procesy učení a paměti “ poznamenávají.
„Zdá se, že představují nový substrát pro integraci informací a vytváření asociací na mnohobuněčné úrovni,“ dodávají Dityatev a Berretta.
Tato práce je výsledkem spolupráce mezi několika laboratořemi, včetně Laboratoře translační neurobiologie (Sabina Berretta; McLean Hospital – Harvard Medical School, Boston), Laboratoře pro výzkum neurovývojových poruch (Yuri Bozzi; CIMeC – Interdisciplinární centrum pro vědu o mozku, University of Trento) a molekulární neuroplasticita (Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).