Изследователите са идентифицирали нов механизъм на невропластичност, свързан с ученето и паметта
Последно прегледани: 14.06.2024
Цялото съдържание на iLive е медицински прегледано или е проверено, за да се гарантира възможно най-голяма точност.
Имаме строги насоки за снабдяване и само свързваме реномирани медийни сайтове, академични изследователски институции и, когато е възможно, медицински проучвания, които се разглеждат от специалисти. Имайте предвид, че номерата в скоби ([1], [2] и т.н.) са линкове към тези проучвания.
Ако смятате, че някое от съдържанието ни е неточно, остаряло или под съмнение, моля, изберете го и натиснете Ctrl + Enter.
Невроните са важни, но не са единствените участници в процеса. Всъщност „хрущялът“, клъстери от извънклетъчни матрични молекули, наречени хондроитин сулфати, разположени от външната страна на нервните клетки, играят ключова роля в способността на мозъка да придобива и съхранява информация.
Проучването, публикувано в списанието Cell Reports, описва нов механизъм на пластичност на мозъка или как невронните връзки се променят в отговор на външни стимули. Документът е озаглавен „Фокалните перисинаптични матрични клъстери насърчават зависещата от активността пластичност и памет при мишки.“
Тази работа е резултат от сътрудничеството между Харвардското медицинско училище, Университета на Тренто и Германския център за невродегенеративни заболявания (DZNE) в Магдебург.
„Сетивните умения и способността да разбираме околната среда зависят от дейността на мозъка, която ни позволява да възприемаме и обработваме стимули, идващи от външния свят. Чрез нашия мозък ние сме в състояние да придобиваме и съхраняваме нова информация, като както и да помним информация, която вече сме научили“, казват Юри Бози и Габриеле Челини.
„Този завладяващ феномен е възможен благодарение на способността на мозъка непрекъснато да променя структурата и ефективността на невронните връзки (синапси) в отговор на външни стимули. Тази способност се нарича синаптична пластичност. Разбиране как възникват синаптичните промени и как те допринасят за ученето и паметта е една от основните задачи на невробиологията."
Юри Бози е професор в университета в Тренто и съавтор на статията. Габриеле Челини е първият автор на изследването. Селини започна работа по този проект през 2017 г. Като постдокторант в лабораторията, ръководена от Сабина Берета (болница Маклийн и Харвардско медицинско училище, Бостън) и завърши научната публикация, докато работеше като постдокторант в лабораторията на Бози в Университета на Тренто.
Изследването се фокусира върху хондроитин сулфати, молекули, добре известни със своята роля в ставите, които също играят важна функция в пластичността на мозъка, като са неразделна част от извънклетъчната матрица на мозъка, както първоначално е открито от групата на д-р Александър Дитятев през 2001 г.
През 2007 г. Едно японско проучване описва наличието на клъстери с кръгла форма от хондроитин сулфати, разпръснати на пръв поглед произволно в мозъка. Тази работа обаче беше забравена, докато транслационната невробиологична лаборатория на Sabine Berretta не върна тези структури на вниманието на научната общност, преименувайки ги на CS-6 клъстери (за хондроитин сулфат-6, който идентифицира точния им молекулен състав) и демонстрирайки, че тези структури са свързани с глиални клетки и са силно намалени в мозъците на хора с психотични разстройства.
След това, през 2017 г., Габриеле Селини, наскоро нает в лабораторията на Berretta, получи задачата да разкрие функцията на тези клъстери.
„Първо изследвахме тези структури в детайли, изобразявайки ги с много висока разделителна способност. Открихме, че те са по същество клъстери от синапси, покрити с CS-6 и организирани в ясно разпознаваема геометрична форма. След това идентифицирахме нов тип синаптични организация“, казват учените.
„В този момент трябваше да упражним известна „експериментална креативност“; чрез комбинация от поведенчески, молекулярни и сложни морфологични подходи осъзнахме, че тези съединения, капсулирани в клъстери CS-6, се променят в отговор на електрическата активност в мозък."
„Накрая, благодарение на сътрудничеството с Александър Дитятев от DZNE Магдебург и усилията на Хади Мирзапурделавар от неговата група, ние намалихме експресията на CS-6 в хипокампуса (област на мозъка, отговорна за пространственото обучение) и демонстрирахме че наличието на CS-6 е необходимо за синаптичната пластичност и пространствената памет“, посочват Боци и Селини.
„Тази работа проправя пътя за нов поглед върху мозъчната функция. Възможно е всички синапси, образувани върху различни неврони в рамките на CS-6 клъстери, да имат способността да реагират заедно на специфични външни стимули и да участват в обща функция, насочена към процеси на учене и памет“, отбелязват те.
„Изглежда, че представляват нов субстрат за интегриране на информация и формиране на асоциации на многоклетъчно ниво“, добавят Дитятев и Берета.
Тази работа е резултат от сътрудничеството между няколко лаборатории, включително Лабораторията по транслационна невробиология (Сабина Берета; Болница Маклийн - Харвардско медицинско училище, Бостън), Лабораторията за изследване на разстройствата на неврологичното развитие (Юри Бози; CIMeC - Интердисциплинарен център за мозъчни науки, Университет на Тренто) и молекулярната невропластичност (Александър Дитятев; DZNE Магдебург).