Možganske "podporne celice" igrajo aktivno vlogo pri spominu in učenju
Nove raziskave zagotavljajo nadaljnje dokaze, da glijske celice ne le podpirajo in negujejo nevrone, ki naj bi bili tradicionalno celice, odgovorne za delovanje možganov.
Zdi se, da glijske celice, imenovane astrociti - tako imenovane, ker so oblikovane podobno kot zvezde - igrajo aktivno vlogo pri spominu in učenju.
To ugotavlja nova študija kalifornijske univerze (UC), Riverside.
Skupina je ugotovila, da lahko astrociti - ki jih je veliko več kot nevronov - obvladajo omejen prostor v hipokampusu možganov z obrezovanjem neželenih sinaps ali povezav med nevroni.
Hipokampus je majhen, a ključen del možganov, ki je pomemben za spomin in učenje.
V prispevku, ki je zdaj objavljen v Časopis za nevroznanostraziskovalci opisujejo, kako so raziskovali mehanizme, s pomočjo katerih astrociti uravnavajo "preoblikovanje hipokampalnega kroga med učenjem."
Ugotovili so, da kadar astrociti proizvajajo preveč beljakovin, imenovanih efrin-B1, to pri miših povzroča težave s spominom.
Kot pojasnjuje starejša avtorica študije Iryna M. Ethell, profesorica biomedicinskih znanosti na Medicinski fakulteti UC Riverside, „[O] reprodukcija tega proteina v astrocitih lahko privede do motenega zadrževanja kontekstnega spomina in zmožnosti navigacije v vesolju . "
Nevroni, glijske celice in sinapse
V možganih in hrbtenjači obstajata dve glavni vrsti celic: nevroni; in obilnejše glijske celice, ki jih sestavljajo mikroglije, astrociti in oligodendrociti.
Prvotno se je mislilo, da so nevroni aktivne delovne enote možganov in da je vloga glijskih celic pasivna podpora in negovanje.
A vse več raziskav kaže, da glijske celice še zdaleč niso pasivne in igrajo aktivno vlogo pri razvoju možganov in živčnega sistema.
Na primer, vemo, da astrociti pomagajo uravnavati nastajanje in delovanje sinaps ali prostorov med koncem nevrona in drugimi nevroni, s katerimi komunicira.
Komunikacija poteka s pomočjo kemičnih selnikov ali nevrotransmiterjev za prenos signalov po sinapsah.
Raziskovalci ugotavljajo, da so prejšnje študije neobičajne interakcije med astrociti in nevroni povezale z razvojnimi in degenerativnimi motnjami v možganih.
Nekatere od teh študij so tudi ugotovile, da so nenormalne interakcije povezane z motnjami spomina in učenja. Niso pa opredelili osnovnih mehanizmov.
Po lastnih ugotovitvah profesorica Ethell pravi, da s sodelavci verjame, da "astrociti, ki izražajo preveč efrina-B1, lahko napadajo nevrone in odstranjujejo sinapse."
To vrsto "izgube sinapse" so opazili pri Alzheimerjevi bolezni, amiotrofični lateralni sklerozi in drugih nevrodegenerativnih boleznih.
Astrociti odstranjujejo sinapse
Raziskovalci so začeli preučevati interakcijo med glijskimi celicami in nevroni s preučevanjem učinka astrocitov na mišje nevrone v laboratoriju. Ugotovili so, da so, ko so nevronom dodali astrocite, ki proizvajajo preveč efrina-B1, "pojeli" sinapse.
Odstranjevanje sinaps v možganih spremeni spomin in učna vezja, zato ta ugotovitev kaže, da interakcije med glijskimi celicami in nevroni verjetno vplivajo na spomin in učenje.
Da bi to nadalje raziskali, so znanstveniki preučevali učinek živih miši. Ko so živalim zvišali raven efrina-B1, so ugotovili, da se živali ne morejo spomniti vedenja, ki so se ga ravnokar naučile.
Mogoče je, da je "prekomerna proizvodnja efrina-B1 lahko nov mehanizem, s katerim se neželene sinapse odstranijo v zdravih možganih," domneva prof. Ethell.
To idejo podpira dejstvo, da pri travmatični poškodbi možganov pogosto opazimo povečanje proizvodnje efrina-B1 v astrocitih.
"Prekomerno odstranjevanje sinaps pa lahko povzroči težave in povzroči nevrodegeneracijo," pravi profesor Ethell.
Za učenje je potrebno pozabiti
V hipokampusu - delu možganov, ki se večinoma ukvarja s spominom - nastajajo nove sinapse, ko se učimo novih stvari.
Prof Ethell pravi, da je zaradi omejene količine prostora v tej majhni regiji treba odstraniti nekaj neželenih povezav, da se ustvari prostor za nove, ko se oblikujejo novi spomini.
Ravnotežje med ustvarjanjem novih sinaps in odstranjevanjem neželenih se ohranja s povečanjem in zmanjšanjem proizvodnje efrina-B1 v astrocitih.
"Da bi se naučili," trdi prof. Ethell, "moramo najprej pozabiti." S sodelavci nadaljuje preiskavo glijskih celic in želi ugotoviti, zakaj samo nekateri in ne vsi astrociti odstranjujejo sinapse.
»Kar zagotovo vemo, je, da je ciljanje le na nevrone za študij neučinkovito. Tudi glijske celice potrebujejo našo pozornost. "
Prof. Iryna M. Ethell
