Istraživači su identificirali novi mehanizam neuroplastičnosti povezan s učenjem i pamćenjem
Posljednji pregledao: 14.06.2024
Svi iLive sadržaji medicinski se pregledavaju ili provjeravaju kako bi se osigurala što je moguće točnija činjenica.
Imamo stroge smjernice za pronalaženje izvora i samo povezujemo s uglednim medijskim stranicama, akademskim istraživačkim institucijama i, kad god je to moguće, medicinski pregledanim studijama. Imajte na umu da su brojevi u zagradama ([1], [2], itd.) Poveznice koje se mogu kliknuti na ove studije.
Ako smatrate da je bilo koji od naših sadržaja netočan, zastario ili na neki drugi način upitan, odaberite ga i pritisnite Ctrl + Enter.
Neuroni su važni, ali nisu jedini igrači u procesu. Doista, "hrskavica", nakupine molekula izvanstaničnog matriksa zvanih kondroitin sulfati, smještene na vanjskoj strani živčanih stanica, igraju ključnu ulogu u sposobnosti mozga da stječe i pohranjuje informacije.
Studija, objavljena u časopisu Cell Reports opisuje novi mehanizam plastičnosti mozga, odnosno kako se neuronske veze mijenjaju kao odgovor na vanjske podražaje. Rad je naslovljen "Fokalni perisinaptički matrični klasteri promiču plastičnost i pamćenje ovisne o aktivnosti kod miševa."
Ovaj je rad rezultat suradnje između Harvard Medical School, Sveučilišta u Trentu i Njemačkog centra za neurodegenerativne bolesti (DZNE) u Magdeburgu.
"Senzorne vještine i sposobnost razumijevanja naše okoline ovise o aktivnosti mozga, koji nam omogućuje opažanje i obradu podražaja koji dolaze iz vanjskog svijeta. Putem našeg mozga možemo stjecati i pohranjivati nove informacije, kao dobro zapamtiti informacije koje smo već naučili", kažu Yuri Bozzi i Gabriele Chelini.
"Ovaj fascinantan fenomen omogućen je sposobnošću mozga da kontinuirano mijenja strukturu i učinkovitost neuronskih veza (sinapsi) kao odgovor na vanjske podražaje. Ta se sposobnost naziva sinaptička plastičnost. Razumijevanje načina na koji nastaju sinaptičke promjene i kako pridonose učenje i pamćenje jedan je od glavnih zadataka neurobiologije."
Yuri Bozzi je profesor na Sveučilištu u Trentu i jedan od autora članka. Gabriele Chelini prvi je autor studije. Celini je započeo rad na ovom projektu 2017. Kao postdoktorand u laboratoriju koji vodi Sabina Berretta (McLean Hospital and Harvard Medical School, Boston) i dovršio znanstvenu publikaciju dok je radio kao postdoktorand u Bozzijevom laboratoriju na Sveučilištu u Trentu.
Studija se usredotočuje na kondroitin sulfate, molekule dobro poznate po svojoj ulozi u zglobovima, koje također igraju važnu funkciju u plastičnosti mozga, budući da su sastavni dio izvanstanične matriksa mozga, kako je izvorno otkrila grupa dr. Alexandera Dityateva 2001. Godine.
U 2007., japanska studija opisala je prisutnost okruglih nakupina kondroitin sulfata naizgled nasumično razbacanih u mozgu. Međutim, ovaj je rad zaboravljen sve dok laboratorij za translacijsku neurobiologiju Sabine Berretta nije vratio pozornost znanstvene zajednice na te strukture, preimenujući ih u klastere CS-6 (za kondroitin sulfat-6, koji identificira njihov točan molekularni sastav) i demonstrirajući da su te strukture povezani s glijalnim stanicama i znatno su smanjeni u mozgovima osoba s psihotičnim poremećajima.
Zatim je 2017. Gabriele Celini, novozaposlen u Berrettinom laboratoriju, dobio zadatak otkriti funkciju tih klastera.
"Prvo smo detaljno ispitali te strukture, slikajući ih u vrlo visokoj razlučivosti. Otkrili smo da su one u biti klasteri sinapsi obloženih u CS-6 i organiziranih u jasno prepoznatljiv geometrijski oblik. Zatim smo identificirali novu vrstu sinapsi organizacija", kažu znanstvenici.
"U ovoj smo točki morali pokazati malo 'eksperimentalne kreativnosti'; kombinacijom bihevioralnih, molekularnih i sofisticiranih morfoloških pristupa, shvatili smo da se ti spojevi, inkapsulirani u CS-6 klastere, mijenjaju kao odgovor na električnu aktivnost u mozak."
"Konačno, zahvaljujući suradnji s Alexanderom Dityatevom iz DZNE Magdeburg i naporima Hadija Mirzapourdelawara iz njegove grupe, smanjili smo ekspresiju CS-6 u hipokampusu (regija mozga odgovorna za prostorno učenje) i pokazali da je prisutnost CS-6 neophodna za sinaptičku plastičnost i prostornu memoriju," ističu Bozzi i Celini.
"Ovaj rad utire put za novi pogled na funkciju mozga. Moguće je da sve sinapse formirane na različitim neuronima unutar CS-6 klastera imaju sposobnost da zajedno odgovore na specifične vanjske podražaje i sudjeluju u zajedničkoj funkciji usmjerenoj na procesa učenja i pamćenja", primjećuju.
"Čini se da predstavljaju novi supstrat za integraciju informacija i formiranje asocijacija na višestaničnoj razini", dodaju Dityatev i Berretta.
Ovaj je rad rezultat suradnje između nekoliko laboratorija, uključujući Laboratorij za translacijsku neurobiologiju (Sabina Berretta; bolnica McLean - Harvard Medical School, Boston), Laboratorij za istraživanje neurorazvojnih poremećaja (Yuri Bozzi; CIMeC - Interdisciplinarni centar za znanost o mozgu, Sveučilište u Trentu) i molekularna neuroplastičnost (Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).