Smadzeņu “atbalsta šūnām” ir aktīva loma atmiņā un mācībās
Jauns pētījums sniedz papildu pierādījumus tam, ka glijas šūnas vairāk nekā atbalsta un baro neironus, kas tradicionāli tika uzskatīti par šūnām, kas atbildīgas par smadzeņu darbību.
Šķiet, ka glijas šūnām, ko sauc par astrocītiem - tā sauktajiem, jo tās ir veidotas līdzīgi zvaigznēm - ir aktīva loma atmiņā un mācībās.
Tas ir saskaņā ar jaunu pētījumu no Kalifornijas universitātes (UC), Riversaidā.
Komanda atklāja, ka astrocīti - kas ievērojami pārsniedz neironus - var pārvaldīt ierobežoto vietu smadzeņu hipokampā, apgriežot nevēlamas sinapses vai savienojumus starp neironiem.
Hipokamps ir maza, bet izšķiroša smadzeņu daļa, kas ir svarīga atmiņai un mācībām.
Dokumentā, kas tagad ir publicēts Neirozinātnes žurnāls, pētnieki apraksta, kā viņi izpētīja mehānismus, ar kuru palīdzību astrocīti regulē "hipokampu ķēdes pārveidošanu mācīšanās laikā".
Viņi atklāja, ka tad, kad astrocīti rada pārāk daudz olbaltumvielu, ko sauc par efrīnu-B1, tas pelēm rada atmiņas problēmas.
Kā paskaidro vecākā pētījuma autore Iryna M. Ethell, kas ir UC Riversaidas Medicīnas skolas biomedicīnas zinātņu profesore, skaidro: “[O] šī proteīna ražošana astrocītos var izraisīt traucētu kontekstuālās atmiņas saglabāšanos un spēju orientēties kosmosā. . ”
Neironi, glijas šūnas un sinapses
Smadzenēs un muguras smadzenēs ir divi galvenie šūnu veidi: neironi; un bagātīgākās glijas šūnas, kuras veido mikroglijas, astrocīti un oligodendrocīti.
Sākotnēji tika uzskatīts, ka neironi ir aktīvās smadzeņu darba vienības un ka glia šūnu uzdevums ir tos pasīvi atbalstīt un kopt.
Bet arvien vairāk pētījumu rāda, ka glijas šūnas nebūt nav pasīvas un tām ir aktīva loma smadzeņu un nervu sistēmas attīstībā.
Piemēram, mēs zinām, ka astrocīti palīdz regulēt sinapses veidošanos un darbību, vai atstarpes starp neirona galu un citiem neironiem, ar kuriem tas sazinās.
Saziņa notiek ar ķīmisko kurjeru vai neirotransmiteru starpniecību, lai pārnēsātu signālus pa sinapsēm.
Pētnieki atzīmē, ka iepriekšējie pētījumi ir saistījuši patoloģisku mijiedarbību starp astrocītiem un neironiem ar smadzeņu attīstības un deģeneratīviem traucējumiem.
Daži no šiem pētījumiem arī atklāja, ka patoloģiskā mijiedarbība ir saistīta ar atmiņas un mācīšanās traucējumiem. Tomēr viņi neidentificēja pamatā esošos mehānismus.
Pēc viņu pašu secinājumiem, prof. Ethell saka, ka viņa un viņas kolēģi uzskata, ka "astrocīti, kas ekspresē pārāk daudz efrīna-B1, var uzbrukt neironiem un noņemt sinapses".
Šāda veida “sinapses zudums” ir novērots Alcheimera, amiotrofās laterālās sklerozes un citu neirodeģeneratīvo slimību gadījumā.
Astrocīti noņem sinapses
Pētnieki sāka pētīt glijas šūnu un neironu mijiedarbību, laboratorijā pārbaudot astrocītu ietekmi uz peles neironiem. Viņi atklāja, ka, pievienojot neironiem astrocītus, kas ražo pārāk daudz efrīna-B1, viņi “apēda” sinapses.
Sinapses noņemšana smadzenēs maina atmiņu un mācīšanās shēmas, tāpēc šis atklājums liek domāt, ka mijiedarbība starp glijas šūnām un neironiem, iespējams, ietekmē atmiņu un mācīšanos.
Lai to tālāk izpētītu, zinātnieki pētīja ietekmi uz dzīvām pelēm. Palielinot dzīvnieku efrīna-B1 līmeni, viņi atklāja, ka dzīvnieki nevar atcerēties tikko iemācīto uzvedību.
Varētu būt, ka "efrīna-B1 pārprodukcija var būt jauns mehānisms, ar kura palīdzību veselās smadzenēs tiek noņemtas nevēlamas sinapses", spekulē prof. Etels.
Šo ideju apstiprina fakts, ka traumatisku smadzeņu traumu gadījumā bieži novēro astrocītu efrīna-B1 ražošanas pieaugumu.
Bet sinapses “pārmērīga noņemšana” var radīt problēmas un izraisīt neirodeģenerāciju, turpina prof. Etels.
Mācīšanās ir nepieciešama aizmiršana
Hipokampā - smadzeņu daļā, kas galvenokārt attiecas uz atmiņu -, kad mēs mācāmies jaunas lietas, veidojas jaunas sinapses.
Profesors Etels saka, ka ierobežotā vietas apjoma dēļ šajā mazajā reģionā ir jānovērš daži nevēlami savienojumi, lai atbrīvotu vietu jauniem, veidojoties jaunām atmiņām.
Līdzsvars starp jaunu sinapsju veidošanu un nevēlamu attīrīšanu tiek uzturēts, palielinot un samazinot astrocītu radīto efrīna-B1 ražošanu.
"Lai mācītos," profesors Etels apgalvo, "mums vispirms ir jāaizmirst." Viņa un viņas kolēģi turpina gliālo šūnu izmeklēšanu un vēlas uzzināt, kāpēc tikai daži un ne visi astrocīti noņem sinapses.
"Tas, ko mēs noteikti zinām, ir tas, ka mērķauditorijas atlase tikai uz neironiem nav efektīva. Arī glija šūnām ir jāpievērš uzmanība. "
Prof. Iryna M. Ethell
