Beynin 'destek hücreleri' hafıza ve öğrenmede aktif rol oynuyor
Yeni araştırmalar, glial hücrelerin, geleneksel olarak beyin işlevinden sorumlu hücreler olduğu söylenen nöronları desteklemekten ve beslemekten daha fazlasını yaptığına dair daha fazla kanıt sağlıyor.
Astrositler adı verilen glial hücrelerin - yıldızlara benzer şekillendikleri için sözde - hafıza ve öğrenmede aktif bir rol oynadığı görülüyor.
Bu, Riverside'daki California Üniversitesi'nden (UC) yapılan yeni bir araştırmaya göre.
Ekip, nöronlardan büyük ölçüde fazla olan astrositlerin, istenmeyen sinapsları veya nöronlar arasındaki bağlantıları budayarak beynin hipokampusundaki sınırlı alanı yönetebildiğini keşfetti.
Hipokampus, beynin hafıza ve öğrenme için önemli olan küçük ama çok önemli bir parçasıdır.
Şimdi yayınlanan bir makalede Sinirbilim Dergisiaraştırmacılar, astrositlerin "öğrenme sırasında hipokampal devrenin yeniden şekillenmesini" düzenlediği mekanizmaları nasıl keşfettiklerini anlatıyorlar.
Astrositlerin çok fazla ephrin-B1 proteini ürettiklerinde farelerde hafıza sorunlarına neden olduğunu buldular.
UC Riverside Tıp Fakültesi'nde biyomedikal bilimler profesörü olan kıdemli çalışma yazarı Iryna M. Ethell'in açıkladığı gibi, "Bu proteinin astrositlerde çok fazla üretilmesi, bağlamsal belleğin bozulmasına ve uzayda gezinme yeteneğinin bozulmasına neden olabilir. . "
Nöronlar, glial hücreler ve sinapslar
Beyinde ve omurilikte iki ana hücre türü vardır: nöronlar; ve mikroglialar, astrositler ve oligodendrositlerden oluşan daha bol glial hücreler.
Başlangıçta, nöronların beynin aktif çalışma birimleri olduğu ve glial hücrelerin rolünün onları pasif olarak desteklemek ve beslemek olduğu düşünülüyordu.
Ancak giderek daha fazla araştırma, glial hücrelerin pasif olmaktan uzak olduğunu ve beyin ve sinir sistemi gelişiminde aktif rol oynadığını gösteriyor.
Örneğin, astrositlerin sinapsların oluşumunu ve işlevini veya bir nöronun sonu ile iletişim kurduğu diğer nöronlar arasındaki boşlukları düzenlemeye yardımcı olduğunu biliyoruz.
İletişim, sinapslar boyunca sinyalleri taşımak için kimyasal haberciler veya nörotransmiterler aracılığıyla yapılır.
Araştırmacılar, önceki çalışmaların astrositler ve nöronlar arasındaki anormal etkileşimleri, beyindeki gelişimsel ve dejeneratif bozukluklarla ilişkilendirdiğini belirtiyorlar.
Bu çalışmalardan bazıları, anormal etkileşimlerin hafıza ve öğrenmeyle ilgili bozukluklarla bağlantılı olduğunu da bulmuştur. Ancak, altta yatan mekanizmaları tanımlamadılar.
Prof. Ethell, kendi bulgularının ardından, kendisinin ve meslektaşlarının "çok fazla ephrin-B1 eksprese eden astrositlerin nöronlara saldırıp sinapsları kaldırabileceğine" inandıklarını söylüyor.
Bu tür "sinaps kaybı", Alzheimer'da, amiyotrofik lateral sklerozda ve diğer nörodejeneratif hastalıklarda gözlenmiştir.
Astrositler sinapsları kaldırır
Araştırmacılar, laboratuvarda astrositlerin fare nöronları üzerindeki etkisini inceleyerek glial hücreler ve nöronlar arasındaki etkileşimi incelemeye başladılar. Nöronlara çok fazla efrin-B1 üreten astrositleri eklediklerinde, sinapsları "yediklerini" buldular.
Beyindeki sinapsların ortadan kaldırılması hafızayı ve öğrenme devrelerini değiştirir, bu nedenle bu bulgu, glial hücreler ve nöronlar arasındaki etkileşimlerin hafızayı ve öğrenmeyi etkileme olasılığının yüksek olduğunu göstermektedir.
Bunu daha fazla araştırmak için bilim adamları, canlı farelerdeki etkiyi incelediler. Hayvanların efrin-B1 seviyelerini yükselttiklerinde, hayvanların yeni öğrendikleri davranışları hatırlayamadıklarını gördüler.
Prof. Ethell, “ephrin-B1'in aşırı üretimi, sağlıklı beyindeki istenmeyen sinapsların ortadan kaldırıldığı yeni bir mekanizma olabilir” diye düşünüyor.
Bu fikir, astrositler tarafından efrin-B1 üretimindeki artışın travmatik beyin hasarında sıklıkla gözlenmesi gerçeğiyle desteklenmektedir.
Ancak, sinapsların “aşırı derecede uzaklaştırılması” sorunlara neden olabilir ve nörodejenerasyona yol açabilir, diye devam ediyor Prof.
Unutmak öğrenmek için gereklidir
Beynin çoğunlukla hafıza ile ilgilenen bölümü olan hipokampüste, yeni şeyler öğrenirken yeni sinapslar oluşur.
Prof Ethell, bu küçük bölgedeki sınırlı alan nedeniyle, yeni anılar oluşurken yenilerine yer açmak için bazı istenmeyen bağlantıları temizlemek gerektiğini söylüyor.
Yeni sinaps yapmakla istenmeyen sinapsları temizlemek arasındaki denge, astrositler tarafından efrin-B1 üretimindeki artış ve azalışlarla sağlanır.
Prof Ethell, "öğrenmek için önce unutmalıyız" diyor. O ve meslektaşları glial hücreler üzerindeki araştırmalarına devam ediyorlar ve neden astrositlerin hepsinin değil de bazılarının sinapsları kaldırdığını keşfetmek istiyorlar.
"Kesin olarak bildiğimiz şey, çalışma için sadece nöronları hedeflemenin etkisiz olduğu. Bizim de ilgilenmemiz gereken glial hücreler. "
Iryna M. Ethell
