Studiul mouse-ului oferă informații despre memorie
Cercetările emergente arată că creierul nostru își amintește evenimente specifice prin schimbări fizice în sinapse, micile conexiuni dintre neuroni.
Cercetătorii de la Universitatea Duke și Institutul de Neuroștiințe Max Planck din Florida spun că descoperirea mecanismelor moleculare prin care au loc aceste schimbări a fost neașteptată.
Anchetatorii cred că descoperirile ar putea, de asemenea, să arate lumina asupra dezvoltării unor boli, inclusiv a anumitor forme de epilepsie.
Studiul apare online în jurnal Natură.
„Începem să deblocăm unele dintre misterele care stau la baza atât achiziționării unei memorii în creierul normal, cât și modul în care un creier normal se transformă într-un creier epileptic”, a spus James McNamara, MD, profesor în departamentele de neurobiologie și neurologie la Universitatea Duke.
Pe măsură ce dobândim o nouă memorie, conexiunile sau sinapsele dintre anumite seturi de neuroni se consolidează. În special, capătul receptor al unei perechi de acești neuroni - constând dintr-un mic nod numit coloană vertebrală - devine puțin mai mare.
Cercetătorii au suspectat de multă vreme că un receptor al creierului numit TrkB a fost implicat în creșterea coloanei vertebrale atunci când învățăm, dar noul studiu confirmă faptul că receptorul este într-adevăr crucial și aprofundează în continuare cum funcționează.
Anchetatorii spun că noile tehnologii au permis cercetarea, deoarece au folosit un senzor molecular (pe care l-au dezvoltat) pentru a urmări activitatea TrkB și a microscoapelor care le-au permis să vizualizeze o singură coloană vertebrală în zona țesutului cerebral viu al șoarecelui, totul în timp real.
De asemenea, grupul a reușit să adauge o cantitate mică de substanță chimică de semnalizare, glutamatul, la coloana unică, pentru a imita ceea ce se întâmplă în timpul învățării. Acest lucru a determinat creșterea spinilor.
Creierul mouse-ului are aproximativ 70 de milioane de neuroni, iar majoritatea sunt presărate cu mii de coloane vertebrale, a spus McNamara. Așadar, este remarcabil să poți modela și studia evenimentele care apar într-o singură coloană vertebrală într-un singur neuron. ”
Fără receptorul TrkB, creșterea coloanei vertebrale nu a avut loc ca răspuns la substanța chimică de semnalizare, a constatat grupul.
Echipa a suspectat că încă un alt jucător, factorul de creștere neurotrofic derivat din creier (BDNF), a fost implicat deoarece este cheia moleculară a blocării TrkB.
Oamenii de știință au creat un senzor molecular pentru BDNF și au arătat că imitarea semnalului asociat cu învățarea a cauzat eliberarea BDNF de la capătul receptor al sinapsei. Acest lucru a fost surprinzător, deoarece înțelepciunea convențională susține că BDNF este eliberat doar din neuronul care trimite, nu din neuronul receptor.
Faptul că neuronul receptor atât descarcă BDNF în decalajul dintre neuroni, cât și îl simte, este „extrem de unic, din punct de vedere biologic”, a declarat co-investigatorul senior Ryohei Yasuda. O posibilitate este că BDNF reglează mai multe celule înconjurătoare simultan. Suntem interesați să urmărim pentru a înțelege exact procesul. ”
Deși experimentele au fost efectuate la șoareci, interacțiunea dintre TrkB și BDNF este probabil să fie importantă pentru învățare și memorie la oameni, a spus McNamara.
Sursa: Duke University / ScienceDaily
