Aivojen tukisoluilla on aktiivinen rooli muistissa ja oppimisessa
Uusi tutkimus antaa lisää näyttöä siitä, että gliasolut tekevät enemmän kuin tukevat ja ravitsevat neuroneja, joiden perinteisesti sanotaan olevan aivojen toiminnasta vastuussa olevia soluja.
Näyttää siltä, että gliasoluilla, joita kutsutaan astrosyyteiksi - ns. Koska ne ovat muodoltaan samanlaisia kuin tähdet - on aktiivinen rooli muistissa ja oppimisessa.
Tämä on Kalifornian yliopiston (UC) Riversiden uuden tutkimuksen mukaan.
Tiimi havaitsi, että astrosyytit - jotka ylittävät huomattavasti neuronien määrän - voivat hallita aivojen hippokampuksen rajallista tilaa karsimalla ei-toivottuja synapseja tai neuronien välisiä yhteyksiä.
Hippokampus on pieni mutta tärkeä osa aivoja, joka on tärkeä muistin ja oppimisen kannalta.
Asiakirjassa, joka on nyt julkaistu Journal of NeuroscienceTutkijat kuvaavat kuinka he tutkivat mekanismeja, joiden avulla astrosyytit säätelevät "hippokampuksen piirien uudistumista oppimisen aikana".
He havaitsivat, että kun astrosyytit tuottavat liikaa proteiinia nimeltä efriini-B1, se aiheuttaa muistiongelmia hiirissä.
Kuten vanhempi tutkimuksen kirjoittaja Iryna M. Ethell, joka on UC Riversiden lääketieteellisen korkeakoulun biolääketieteen professori, selittää: "Tämän proteiinin [O] verituotanto astrosyyteissä voi johtaa heikentyneeseen kontekstuaalisen muistin säilymiseen ja kykyyn liikkua avaruudessa. . ”
Neuronit, gliasolut ja synapsit
Aivoissa ja selkäytimessä on kahta päätyyppiä: neuronit; ja runsaammat gliasolut, jotka koostuvat mikrogioista, astrosyyteistä ja oligodendrosyyteistä.
Alun perin ajateltiin, että neuronit olivat aivojen aktiivisia työyksiköitä ja että gliasolujen tehtävänä oli tukea niitä passiivisesti ja hoitaa niitä.
Mutta yhä useammat tutkimukset osoittavat, että gliasolut eivät ole kaukana passiivisista ja että niillä on aktiivinen rooli aivojen ja hermoston kehityksessä.
Esimerkiksi tiedämme, että astrosyytit auttavat säätelemään synapsien syntymistä ja toimintaa tai hermosolun pään ja muiden neuronien välisiä tiloja, joiden kanssa se kommunikoi.
Viestintä tapahtuu kemiallisten lähettimien tai välittäjäaineiden avulla signaalien kuljettamiseksi synapsien läpi.
Tutkijat huomauttavat, että aiemmat tutkimukset ovat liittäneet astrosyyttien ja hermosolujen epänormaalit vuorovaikutukset aivojen kehitys- ja degeneratiivisiin häiriöihin.
Jotkut näistä tutkimuksista ovat myös havainneet, että epänormaalit vuorovaikutukset liittyvät muistin ja oppimisen heikentymiseen. He eivät kuitenkaan tunnistaneet taustalla olevia mekanismeja.
Omien havaintojensa jälkeen professori Ethell sanoo, että hän ja hänen kollegansa uskovat, että "liikaa efriini-B1: tä ilmentävät astrosyytit voivat hyökätä neuroneihin ja poistaa synapseja".
Tämän tyyppistä ”synapsihäviötä” on havaittu Alzheimerin taudissa, amyotrofisessa lateraaliskleroosissa ja muissa neurodegeneratiivisissa sairauksissa.
Astrosyytit poistavat synapsit
Tutkijat alkoivat tutkia gliasolujen ja neuronien välistä vuorovaikutusta tutkimalla laboratoriossa astrosyyttien vaikutusta hiiren neuroneihin. He havaitsivat, että kun he lisäsivät astrosyyttejä, jotka tuottavat liikaa efriini-B1: tä hermosoluihin, ne "syövät" synapsit.
Synapsien poistaminen aivoissa muuttaa muistia ja oppimispiirejä, joten tämä havainto viittaa siihen, että gliasolujen ja neuronien väliset vuorovaikutukset todennäköisesti vaikuttavat muistiin ja oppimiseen.
Tutkiakseen tätä tarkemmin tutkijat tutkivat vaikutusta elävissä hiirissä. Kun he nostivat eläinten efriini-B1-pitoisuuksia, he huomasivat, että eläimet eivät muistaneet juuri oppimaansa käyttäytymistä.
Voi olla, että "efriini-B1: n ylituotanto voi olla uusi mekanismi, jolla ei-toivotut synapsiot poistetaan terveistä aivoista", professori Ethell spekuloi.
Tätä ajatusta tukee se tosiasia, että astrosyyttien efriini-B1-tuotannon kasvu havaitaan usein traumaattisissa aivovaurioissa.
Mutta synapsien "liiallinen poistaminen" voi aiheuttaa ongelmia ja johtaa hermoston rappeutumiseen, jatkaa professori Ethell.
Unohtaminen on välttämätöntä oppimiselle
Hippokampuksessa - aivojen siinä osassa, joka on enimmäkseen muisti - muodostuu uusia synapseja, kun opimme uusia asioita.
Ja professori Ethell sanoo, että tällä pienellä alueella on rajoitetusti tilaa, joten on välttämätöntä tyhjentää joitain ei-toivottuja yhteyksiä, jotta tilaa muille muodostuu uusien muistojen muodostuessa.
Uusien synapsien tekemisen ja ei-toivottujen puhdistamisen välistä tasapainoa ylläpidetään astrosyyttien lisäämällä ja vähentämällä efriini-B1: n tuotantoa.
"Oppiaksemme", prof Ethell väittää, "meidän on ensin unohdettava." Hän ja hänen kollegansa jatkavat gliasolujen tutkimista ja haluavat selvittää, miksi vain jotkut astrosyytit eivätkä kaikki poista synapseja.
"Tiedämme varmasti, että kohdistaminen vain hermosoluihin tutkimusta varten on tehotonta. Myös gliasolut tarvitsevat huomiomme. "
Professori Iryna M. Ethell
