"Neuronal 'barcodes' shape complex networks in the brain." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 July 2018.
| |
|---|---|
|
Чтобы понять, как миллиарды клеток головного мозга успешно создают точные соединения, является главной загадкой нейробиологии. Joris de Wit со своей командой (VIB-KU Leuven) выяснили молекулярный код, который предопределяет форму, расположение и функцию соединений между индивидуальными нейронами.
Человеческий головной мозг содержит миллиарды нейронов, которые образуют высоко специализированную и удивительно сложные сети, регулирующие всё от наших мыслей, эмоций и памяти до мышечных движений. Сигналы, передаваемые вдоль этих сетей от одного нейрона к др. обозначаются как точки контакта, наз. синапсами.
Чтобы удерживать столь многие нейроны соединенными в организованный и содержательный путь, критическим является то, чтобы формирование синапсов тонко регулировалось. "Как действуют нейроны, чтобы распознать соотв. партнера? Как они узнают какого типа синапс необходим здесь? Эти очень важные вопросы подчеркивают, сколь много нужно узнать, чтобы изучить головной мозг." Adhesion molecules
Команда De Wit's намеревается получить ответы, изучая адгезивные молекулы. Такие молекулы могут быть обнаружены на поверхности клеток, где физически контактируют один нейрон с др. Нейроны экспрессируют огромные и разнообразные наборы адгезивных молекул, но остается неясным, почему они нуждаются в столь многих разнообразных адгезивных молекулах.
Поэтому исследователи начали изучать, как набор из трех разных адгезивных молекул, присутствующих в одних и тех же нейронах гиппокампа (области нашего головного мозга, ответственной за память), регулируют коммуникабельность нейронов.
"Мы впервые проанализировали распределение этих адгезивных молекул со значительной деятельностью, поскольку нейроны гиппокампа, которые мы изучали, формировали множество разных синапсов с др. клетками головного мозга," объясняет Anna Schroeder. "С помощью наших экспертов по получению изображений, мы использовали комбинацию световой и электронной микроскопии, чтобы проверить архитектуру разных синапсов. Мы также использовали преимущества электрофизиологии, чтобы исследовать изменения синаптической функции."
A barcode at the synapse
Ученые установили, что в то время как одна адгезивная молекула контролирует количество соединений, две др. затрагивают передачу сигнала -- одна позитивно, а др. негативно. В комбинации три адгезивные молекулы в точности определяют, как будут синапсы выглядеть и функционировать. "Следует их рассматривать как zip код или штрих-код для клеток головного мозга," объясняет Schroeder. "Эти адгезивные молекулы являются пальцами со специфической функцией, нов комбинации они предопределяют более сложный паттерн, чем очертания соединения между двумя нейронами. Др. словами, они определяют качественную особенность этого соединения."
Т.о., на этом пути многие разные адгезивные молекулы обнаруживаются в нейронах всего головного мозга и позволяют формировать точные тонко-настроенные разные соединения. Connections and brain disease
Все три исследованные адгезивные молекулы были ассоциированы с развитием нейронов и нейро-психиатрическими болезнями, таким как аутизм и шизофрения. Понимание их роли в коммуникабельности головного мозга ь.о. имеет жизненно важное значение, говоритde Wit:
"Теперь мы понимаем, что эти адгезивные молекулы предопределяют не только профиль количества, но и также архитектуру и функцию синапсов и это может привести к лучшему пониманию того, как ассоциированные с болезнью мутации генов, которые кодируют эти молекулы, затрагивают circuit соединений и функционирования."
|