Smegenų „palaikomosios ląstelės“ atlieka aktyvų vaidmenį atmintyje ir mokymesi
Nauji tyrimai pateikia papildomų įrodymų, kad glijos ląstelės ne tik palaiko ir maitina neuronus, kurie tradiciškai buvo sakomi kaip ląstelės, atsakingos už smegenų funkcionavimą.
Panašu, kad glijos ląstelės, vadinamos astrocitais, vadinamosios todėl, kad yra panašios į žvaigždes, vaidina aktyvų vaidmenį atmintyje ir mokymesi.
Tai teigiama naujame Kalifornijos universiteto (UC) tyrime Riverside.
Komanda nustatė, kad astrocitai, kurių neuronų yra daug daugiau, gali valdyti ribotą smegenų hipokampo erdvę, genėdami nepageidaujamas sinapses arba ryšius tarp neuronų.
Hipokampas yra maža, bet svarbi smegenų dalis, svarbi atminčiai ir mokymuisi.
Straipsnyje, kuris dabar paskelbtas Neuromokslų žurnalas, mokslininkai aprašo, kaip jie ištyrė mechanizmus, kuriais astrocitai reguliuoja „hipokampo grandinės pertvarkymą mokymosi metu“.
Jie nustatė, kad kai astrocitai gamina per daug baltymų, vadinamų efrinu-B1, tai sukelia pelių atminties problemas.
Kaip paaiškina vyresnioji tyrimo autorė Iryna M. Ethell, kuri yra UC Riverside'o medicinos mokyklos biomedicinos mokslų profesorė, „šio baltymo [O] verprodukcija astrocituose gali sutrikdyti kontekstinės atminties išlaikymą ir galimybę naršyti erdvėje. . “
Neuronai, glijos ląstelės ir sinapsės
Yra du pagrindiniai smegenų ir nugaros smegenų ląstelių tipai: neuronai; ir gausesnės glijos ląstelės, kurias sudaro mikrogijos, astrocitai ir oligodendrocitai.
Iš pradžių buvo manoma, kad neuronai yra aktyvūs smegenų vienetai, o gliinių ląstelių vaidmuo yra jas pasyviai palaikyti ir puoselėti.
Tačiau vis daugiau tyrimų rodo, kad glijos ląstelės toli gražu nėra pasyvios ir vaidina aktyvų vaidmenį vystant smegenis ir nervus.
Pavyzdžiui, mes žinome, kad astrocitai padeda reguliuoti sinapsių susidarymą ir veikimą, arba tarpus tarp neurono galo ir kitų neuronų, su kuriais jis bendrauja.
Ryšys vyksta per cheminius pasiuntinius arba neuromediatorius, perduodančius signalus per sinapses.
Mokslininkai pažymi, kad ankstesni tyrimai susiejo nenormalią astrocitų ir neuronų sąveiką su smegenų vystymosi ir degeneraciniais sutrikimais.
Kai kurie iš šių tyrimų taip pat parodė, kad nenormali sąveika yra susijusi su atminties ir mokymosi sutrikimais. Tačiau jie nenustatė pagrindinių mechanizmų.
Remdamasis savo išvadomis, prof. Ethell sako, kad ji ir jos kolegos mano, kad „astrocitai, ekspresuojantys per daug efrino-B1, gali užpulti neuronus ir pašalinti sinapses“.
Šio tipo „sinapsės praradimas“ pastebėtas sergant Alzheimerio liga, amiotrofine lateraline skleroze ir kitomis neurodegeneracinėmis ligomis.
Astrocitai pašalina sinapses
Mokslininkai pradėjo tyrinėti glijos ląstelių ir neuronų sąveiką laboratorijoje ištirdami astrocitų poveikį pelės neuronams. Jie nustatė, kad pridėję prie neuronų astrocitus, kurie gamina per daug efrino-B1, jie „suvalgo“ sinapses.
Pašalinus sinapses smegenyse, keičiasi atminties ir mokymosi grandinės, todėl ši išvada rodo, kad glijos ląstelių ir neuronų sąveika greičiausiai paveiks atmintį ir mokymąsi.
Siekdami toliau tai ištirti, mokslininkai ištyrė poveikį gyvoms pelėms. Padidinę gyvūnų efrino-B1 kiekį, jie nustatė, kad gyvūnai neprisimena ką tik išmokto elgesio.
Gali būti, kad „efrino-B1 perprodukcija gali būti naujas mechanizmas, kurio metu nepageidaujamos sinapsės pašalinamos sveikose smegenyse“, spėja prof. Ethellas.
Šią idėją patvirtina faktas, kad astrocitų efrino-B1 gamybos padidėjimas dažnai stebimas traumuojant galvos smegenis.
Tačiau „per didelis sinapsių pašalinimas“ gali sukelti problemų ir sukelti neurodegeneraciją, tęsia prof. Ethellas.
Pamiršti būtina mokytis
Hipokampe - smegenų dalyje, kuri daugiausia susijusi su atmintimi - mokantis naujų dalykų susidaro naujos sinapsės.
Prof. Ethellas sako, kad dėl nedidelio vietos kiekio šiame mažame regione būtina išvalyti kai kuriuos nepageidaujamus ryšius, kad atsirastų vietos naujiems, nes atsiranda naujų prisiminimų.
Pusiausvyrą tarp naujų sinapsių susidarymo ir nepageidaujamų pašalinimo palaiko astrocitų didinant ir sumažinant efrino-B1 gamybą.
„Norėdami išmokti“, - teigia prof. Ethellas, „pirmiausia turime pamiršti“. Ji ir jos kolegos tęsia glijos ląstelių tyrimus ir nori sužinoti, kodėl tik kai kurie, o ne visi astrocitai pašalina sinapses.
„Tai, ką mes tikrai žinome, yra tai, kad nukreipimas tik į neuronus tyrimams yra neveiksmingas. Mūsų dėmesys taip pat reikalingas gliinėms ląstelėms “.
Prof. Iryna M. Ethell
