„Podporné bunky“ mozgu zohrávajú aktívnu úlohu v pamäti a učení
Nový výskum poskytuje ďalšie dôkazy o tom, že gliové bunky viac ako podporujú a vyživujú neuróny, o ktorých sa tradične hovorí, že sú bunkami zodpovednými za fungovanie mozgu.
Zdá sa, že gliové bunky nazývané astrocyty - tzv. Pretože majú podobný tvar ako hviezdy - hrajú aktívnu úlohu v pamäti a učení.
Vyplýva to z novej štúdie z Kalifornskej univerzity (UC) v Riverside.
Tím zistil, že astrocyty - ktoré ohromne prevyšujú počet neurónov - dokážu zvládnuť obmedzený priestor v hipokampe mozgu prerezaním nežiaducich synapsií alebo spojení medzi neurónmi.
Hipokampus je malá, ale rozhodujúca časť mozgu, ktorá je dôležitá pre pamäť a učenie.
V článku, ktorý je teraz publikovaný v Journal of Neuroscience, vedci popisujú, ako skúmali mechanizmy, prostredníctvom ktorých astrocyty regulujú „remodeláciu okruhu hipokampu počas učenia“.
Zistili, že keď astrocyty produkujú príliš veľa bielkovín nazývaných efrín-B1, spôsobuje to myšiam problémy s pamäťou.
Ako vysvetľuje vedúca autorka štúdie Iryna M. Ethell, ktorá je profesorkou biomedicínskych vied na Lekárskej fakulte UC Riverside: „[O] produkcia tohto proteínu v astrocytoch môže viesť k zhoršeniu retencie kontextovej pamäte a schopnosti navigácie vo vesmíre . “
Neuróny, gliové bunky a synapsie
V mozgu a mieche existujú dva hlavné typy buniek: neuróny; a hojnejšie gliové bunky, ktoré sú tvorené mikrogliami, astrocytmi a oligodendrocytmi.
Pôvodne sa predpokladalo, že neuróny sú aktívnymi pracovnými jednotkami mozgu a úlohou gliových buniek je pasívne ich podporovať a vyživovať.
Ale čoraz viac výskumov ukazuje, že gliové bunky nie sú ani zďaleka pasívne a zohrávajú aktívnu úlohu vo vývoji mozgu a nervového systému.
Napríklad vieme, že astrocyty pomáhajú regulovať tvorbu a funkciu synapsií alebo priestorov medzi koncom neurónu a ostatnými neurónmi, s ktorými komunikuje.
Komunikácia sa uskutočňuje pomocou chemických poslov alebo neurotransmiterov, ktoré prenášajú signály cez synapsie.
Vedci poznamenávajú, že predchádzajúce štúdie spájali abnormálne interakcie medzi astrocytmi a neurónmi s vývojovými a degeneratívnymi poruchami mozgu.
Niektoré z týchto štúdií tiež zistili, že abnormálne interakcie súvisia s poruchami pamäti a učenia. Neidentifikovali však základné mechanizmy.
Na základe svojich vlastných zistení profesorka Ethell tvrdí, že ona a jej kolegovia sa domnievajú, že „astrocyty vyjadrujúce príliš veľa efrínu-B1 môžu napádať neuróny a odstraňovať synapsie“.
Tento typ „straty synapsií“ sa pozoroval pri Alzheimerovej chorobe, amyotrofickej laterálnej skleróze a iných neurodegeneratívnych ochoreniach.
Astrocyty odstraňujú synapsie
Vedci začali študovať interakciu medzi gliovými bunkami a neurónmi skúmaním účinku astrocytov na neuróny myší v laboratóriu. Zistili, že keď pridali do neurónov astrocyty, ktoré produkujú príliš veľa efrínu-B1, „zjedli“ synapsie.
Odstránenie synapsií v mozgu mení pamäťové a učiace sa okruhy, takže toto zistenie naznačuje, že interakcie medzi gliovými bunkami a neurónmi pravdepodobne ovplyvnia pamäť a učenie.
Za účelom ďalšieho preskúmania vedci študovali účinok na živé myši. Keď zvýšili hladinu efrínu-B1 u zvierat, zistili, že zvieratá si nemôžu pamätať správanie, ktoré sa práve naučili.
Môže sa stať, že „nadprodukcia efrínu-B1 môže byť novým mechanizmom, pomocou ktorého sa v zdravom mozgu odstraňujú nežiaduce synapsie,“ špekuluje profesor Ethell.
Túto myšlienku podporuje skutočnosť, že pri traumatickom poranení mozgu sa často pozoruje zvýšenie produkcie efrínu-B1 astrocytmi.
Profesor Ethell však tvrdí, že „nadmerné odstránenie“ synapsií môže spôsobiť problémy a viesť k neurodegenerácii.
Na učenie je potrebné zabudnúť
V hipokampe - časti mozgu, ktorá sa väčšinou zaoberá pamäťou -, keď sa učíme nové veci, vznikajú nové synapsie.
A hovorí profesor Ethell, kvôli obmedzenému priestoru v tejto malej oblasti je potrebné vyčistiť niektoré nežiaduce spojenia, aby sa vytvoril priestor pre nové, keď sa vytvoria nové spomienky.
Rovnováha medzi tvorbou nových synapsií a odstraňovaním nežiaducich je udržiavaná zvyšovaním a znižovaním produkcie efrínu-B1 astrocytmi.
„Aby sme sa učili,“ tvrdí profesor Ethell, „musíme najskôr zabudnúť.“ Ona a jej kolegovia pokračujú vo výskume gliových buniek a chcú zistiť, prečo len niektoré, a nie všetky, astrocyty odstraňujú synapsie.
"S istotou vieme, že zameranie iba neurónov na štúdium je neúčinné." Sú to aj gliové bunky, ktoré si vyžadujú našu pozornosť. “
Iryna M. Ethell
