Myší studie poskytuje poznatky o paměti

Rozvíjející se výzkum ukazuje, že naše mozky si pamatují konkrétní události prostřednictvím fyzických změn v synapsích, drobných spojeních mezi neurony.

Vědci z Duke University a Max Planck Florida Institute for Neuroscience tvrdí, že objev molekulárních mechanismů, kterými tyto změny probíhají, byl neočekávaný.

Vyšetřovatelé se domnívají, že nálezy by také mohly osvětlit vývoj některých onemocnění, včetně určitých forem epilepsie.

Studie se objeví online v časopise Příroda.

"Začínáme odkrývat některá tajemství spočívající jak v získávání paměti v normálním mozku, tak v tom, jak se normální mozek transformuje na mozek epileptický," řekl James McNamara, MD, profesor na oddělení neurobiologie a neurologie na Duke University.

Jak získáváme novou paměť, posilují se spojení nebo synapse mezi určitými sadami neuronů. Zejména přijímací konec dvojice těchto neuronů - sestávající z malého výběžku zvaného páteř - se trochu zvětší.

Vědci již dlouho předpokládali, že mozkový receptor zvaný TrkB se podílel na růstu trnů, když se to učíme, ale nová studie potvrzuje, že receptor je skutečně zásadní a dále se zabývá jeho fungováním.

Vyšetřovatelé tvrdí, že nové technologie umožnily výzkum, protože pomocí molekulárního senzoru (který vyvinuli) ke sledování aktivity TrkB a mikroskopů, které jim umožnily vizualizovat jedinou páteř v oblasti živé mozkové tkáně myši, a to vše v reálném čase.

Skupina také dokázala přidat malé množství signalizační chemikálie, glutamátu, do jediné páteře, aby napodobila, co se děje během učení. To způsobilo, že trny rostly.

"Myší mozek má přibližně 70 milionů neuronů a většina z nich je poseta tisíci trny," řekl McNamara. "Takže schopnost modelovat a studovat události vyskytující se v jedné páteři v jediném neuronu je pozoruhodné."

Skupina zjistila, že bez receptoru TrkB nedošlo k růstu páteře v reakci na signalizační chemikálii.

Tým měl podezření, že byl zapojen ještě další hráč, neurotrofický růstový faktor odvozený od mozku (BDNF), protože to je molekulární klíč k zámku TrkB.

Vědci vytvořili molekulární senzor pro BDNF a ukázali, že napodobování signálu spojeného s učením způsobilo uvolnění BDNF z přijímacího konce synapse. To bylo překvapivé, protože konvenční moudrost tvrdí, že BDNF se uvolňuje pouze z vysílajícího neuronu, nikoli z přijímajícího neuronu.

Skutečnost, že přijímající neuron oba vypouští BDNF do mezery mezi neurony a také to cítí, je „biologicky mimořádně jedinečná“, uvedl spoluřešitel Ryohei Yasuda. "Jednou z možností je, že BDNF reguluje několik okolních buněk najednou." Máme zájem o další kroky, abychom pochopili přesný proces. “

Ačkoli byly experimenty prováděny na myších, je pravděpodobné, že interakce mezi TrkB a BDNF bude důležitá pro učení a paměť u lidí, uvedl McNamara.

Zdroj: Duke University / ScienceDaily