Modul în care circuitele dvs. cerebrale devin neconectate
Cercetătorii au descoperit că cablarea defectuoasă apare atunci când moleculele de ARN încorporate într-un axon în creștere nu sunt degradate după ce dau instrucțiuni care ajută la conducerea celulei nervoase.
De exemplu, semnalul care spune axonului să se întoarcă - care ar trebui să dispară după efectuarea virajului - rămâne activ, interferând cu semnale noi menite să ghideze axonul în alte direcții.
„Înțelegerea bazei cablării greșite a creierului poate ajuta oamenii de știință să vină cu noi terapii și strategii pentru a corecta problema”, a declarat autorul principal al studiului, Samie Jaffrey, MD, Ph.D.
„Creierul este destul de plastic și poate fi schimbat la cei mai tineri și, dacă știm de ce circuitele sunt conectate greșit, ar putea fi posibil să corectăm aceste căi, permițând creierului să construiască cabluri noi și funcționale”.
Tulburările asociate cu circuitele neuronale defecte includ epilepsie, autism, schizofrenie, retard mental și tulburări de spasticitate și mișcare, a menționat el.
În timpul dezvoltării creierului, neuronii trebuie să se conecteze între ei, ceea ce fac prin extinderea axonilor lungi pentru a se atinge, explică cercetătorii. În cele din urmă, neuronii formează un circuit între creier și țesutul țintă prin care sunt transmise semnale chimice și electrice.
În noul studiu, cercetătorii au analizat neuronii care călătoresc pe măduva spinării în creier.
„Este foarte important ca axonii să fie poziționați exact în măduva spinării”, a spus Jaffrey. "Dacă sunt poziționate necorespunzător, vor forma conexiuni greșite, ceea ce poate duce la transmiterea de semnale către celulele țintă greșite din creier."
El spune că modul în care un axon ghidează și își găsește ținta corectă este prin „conuri de creștere” situate la vârfurile axonilor.
„Aceste conuri de creștere au capacitatea de a simți mediul, de a determina unde sunt țintele și de a naviga spre ele”, a continuat el. „Întrebarea a fost întotdeauna - de unde știu cum să facă asta? De unde vin instrucțiunile care le spun cum să-și găsească ținta corectă? ”
Cercetătorii au descoperit că moleculele de ARN încorporate în conul de creștere sunt responsabile de instruirea axonului să se deplaseze la stânga sau la dreapta, în sus sau în jos. Aceste ARN-uri produc proteine asemănătoare antenelor care conduc axonul ca o rachetă autoguidată.
„Pe măsură ce se construiește un circuit, ARN-urile din conurile de creștere ale neuronului sunt în mare parte silențioase”, a explicat el. Am descoperit ca ARN-urile specifice sunt citite doar in etape precise, pentru a produce proteina potrivita necesara pentru a conduce axonul la momentul potrivit. După producerea proteinei, am văzut că instrucțiunea ARN este degradată și dispare. ”
"Dacă aceste ARN-uri nu dispar când ar trebui, axonul nu se poziționează corect - poate merge la dreapta în loc de stânga - iar cablajul va fi incorect și circuitul ar putea fi defect", a continuat el.
Cercetătorii nu au anticipat că controlul cablării creierului este localizat în aceste molecule de ARN care sunt „transformate constant în mod dinamic”, a spus Jaffrey.
Acest lucru ne spune că reglarea acestor căi de degradare a ARN-ului ar putea avea un impact extraordinar asupra dezvoltării creierului, a spus el. „Acum știm unde să căutăm pentru a distruge acest proces atunci când nu este în regulă și să ne gândim la cum îl putem repara”.
Studiul a fost publicat în jurnal celulă.
Sursa: Colegiul de medicină Weill Cornell
