Peles pētījums sniedz ieskatu atmiņā
Jaunie pētījumi atklāj, ka mūsu smadzenes atceras konkrētus notikumus, izmantojot fiziskas izmaiņas sinapsēs, niecīgos savienojumus starp neironiem.
Pētnieki Djūkas universitātē un Maksa Planka Floridas neirozinātņu institūtā apgalvo, ka molekulāro mehānismu, ar kuru palīdzību notiek šīs izmaiņas, atklāšana bija negaidīta.
Izmeklētāji uzskata, ka atklājumi var arī atklāt, kā attīstās dažas slimības, tostarp noteiktas epilepsijas formas.
Pētījums tiešsaistē parādās žurnālā Daba.
"Mēs sākam atklāt dažus no noslēpumiem, kas ir gan atmiņas iegūšana parastajās smadzenēs, gan arī tas, kā normālas smadzenes tiek pārveidotas par epilepsijas smadzenēm," sacīja Džeimss Maknamara, MD, profesors neirobioloģija un neiroloģija Hercoga universitātē.
Iegūstot jaunu atmiņu, stiprinās savienojumi vai sinapses starp noteiktiem neironu kopumiem. Jo īpaši šo neironu pāra saņemošais gals, kas sastāv no maza kakla, ko sauc par mugurkaulu, kļūst nedaudz lielāks.
Pētniekiem jau sen ir aizdomas, ka smadzeņu receptors, ko sauc par TrkB, ir saistīts ar mugurkaula augšanu, kad mēs mācāmies, bet jaunais pētījums apstiprina, ka receptors patiešām ir izšķirošs, un turpina iedziļināties tā darbībā.
Izmeklētāji saka, ka jaunās tehnoloģijas ļāva veikt pētījumu, jo viņi izmantoja molekulāro sensoru (ko viņi izstrādāja), lai izsekotu TrkB aktivitāti, un mikroskopus, kas ļāva viņiem reāllaikā vizualizēt vienu mugurkaulu peles dzīvo smadzeņu audu zonā.
Grupa arī varēja pievienot nelielu daudzumu signalizācijas ķīmiskās vielas glutamāta pie viena mugurkaula, lai atdarinātu to, kas notiek mācīšanās laikā. Tas izraisīja muguriņu augšanu.
"Peles smadzenēs ir aptuveni 70 miljoni neironu, un lielākā daļa no tiem ir apzīmēti ar tūkstošiem muguriņu," sacīja Maknamara. "Tātad, lai varētu modelēt un izpētīt notikumus, kas notiek vienā mugurkaulā vienā neironā, ir ievērojams."
Bez TrkB receptora mugurkaula augšana nenotika, reaģējot uz signalizācijas ķīmisko vielu, atrada grupa.
Komandai bija aizdomas, ka ir iesaistīts vēl viens spēlētājs, no smadzenēm iegūts neirotrofiskais augšanas faktors (BDNF), jo tas ir TrkB slēdzenes molekulārā atslēga.
Zinātnieki izveidoja BDNF molekulāro sensoru un parādīja, ka ar mācīšanos saistītā signāla atdarināšana izraisīja BDNF izdalīšanos no sinapses uztverošā gala. Tas bija pārsteidzoši, jo parastā gudrība apgalvo, ka BDNF tiek atbrīvots tikai no sūtītāja neirona, nevis no saņemošā neirona.
Fakts, ka uztverošais neirons gan izplata BDNF spraugā starp neironiem, gan arī nojauš, ka tas ir "bioloģiski ārkārtīgi unikāls", sacīja līdzpriekšsēdētājs Ryohei Yasuda. “Viena iespēja ir tāda, ka BDNF vienlaikus regulē vairākas apkārtējās šūnas. Mēs esam ieinteresēti sekot līdzi, lai saprastu precīzu procesu. ”
Lai gan eksperimenti tika veikti ar pelēm, mijiedarbība starp TrkB un BDNF, iespējams, būs svarīga cilvēku mācībām un atmiņai, sacīja Maknamara.
Avots: Hercoga universitāte / ScienceDaily
