Mozgove "stanice za podršku" igraju aktivnu ulogu u pamćenju i učenju
Novo istraživanje pruža daljnje dokaze da glija stanice čine više od potpore i njege neurona, za koje se tradicionalno govorilo da su stanice odgovorne za funkcioniranje mozga.
Čini se da glija stanice nazvane astrociti - takozvane jer su oblikovane slično zvijezdama - igraju aktivnu ulogu u pamćenju i učenju.
To je prema novoj studiji sa Sveučilišta Kalifornija (UC), Riverside.
Tim je otkrio da astrociti - kojih je znatno više od neurona - mogu upravljati ograničenim prostorom u hipokampusu mozga obrezivanjem neželjenih sinapsi ili veza između neurona.
Hipokampus je mali, ali presudni dio mozga važan za pamćenje i učenje.
U radu koji je sada objavljen u Časopis za neuroznanost, istraživači opisuju kako su istraživali mehanizme putem kojih astrociti reguliraju "preoblikovanje hipokampalnog kruga tijekom učenja".
Otkrili su da kada astrociti proizvode previše proteina zvanog ephrin-B1, to kod miševa uzrokuje probleme s pamćenjem.
Kao što objašnjava viša autorica studije Iryna M. Ethell, profesorica biomedicinskih znanosti na Medicinskom fakultetu UC Riversidea, „[O] reprodukcija ovog proteina u astrocitima može dovesti do oslabljenog zadržavanja kontekstualne memorije i sposobnosti snalaženja u svemiru . "
Neuroni, glija stanice i sinapse
Dvije su glavne vrste stanica u mozgu i leđnoj moždini: neuroni; i obilnije glija stanice, koje se sastoje od mikroglija, astrocita i oligodendrocita.
Prvotno se smatralo da su neuroni aktivne radne jedinice mozga i da je uloga glija stanica pasivno ih podržavati i njegovati.
No, sve više istraživanja pokazuje da glija stanice nisu daleko od pasivnosti i igraju aktivnu ulogu u razvoju mozga i živčanog sustava.
Na primjer, znamo da astrociti pomažu u regulaciji stvaranja i funkcioniranja sinapsi ili razmaka između kraja neurona i ostalih neurona s kojima komunicira.
Komunikacija je pomoću kemijskih glasnika ili neurotransmitera za prijenos signala kroz sinapse.
Istraživači primjećuju da su prethodne studije povezivale abnormalne interakcije između astrocita i neurona s razvojnim i degenerativnim poremećajima mozga.
Neke od ovih studija također su otkrile da su abnormalne interakcije povezane s oštećenjima pamćenja i učenja. Međutim, nisu identificirali temeljne mehanizme.
Slijedom vlastitih nalaza, profesorica Ethell kaže da ona i njezini kolege vjeruju da "astrociti koji izražavaju previše efrina-B1 mogu napadati neurone i uklanjati sinapse".
Ova vrsta "gubitka sinapse" primijećena je kod Alzheimerove bolesti, amiotrofične lateralne skleroze i drugih neurodegenerativnih bolesti.
Astrociti uklanjaju sinapse
Istraživači su započeli proučavati interakciju između glija stanica i neurona istražujući učinak astrocita na neurone mišića u laboratoriju. Otkrili su da kada su neuronima dodali astrocite koji proizvode previše efrina-B1, oni su "pojeli" sinapse.
Uklanjanje sinapsi u mozgu mijenja memoriju i krugove učenja, pa ovo otkriće sugerira da će interakcije između glija stanica i neurona vjerojatno utjecati na pamćenje i učenje.
Kako bi ovo dalje istražili, znanstvenici su proučavali učinak živih miševa. Kad su povećali razinu efrina-B1 životinja, otkrili su da se životinje ne mogu sjetiti ponašanja koje su upravo naučile.
Može biti da "prekomjerna proizvodnja efrina-B1 može biti novi mehanizam kojim se neželjene sinapse uklanjaju u zdravom mozgu", spekulira profesor Ethell.
Ova ideja potkrepljena je činjenicom da se povećanje proizvodnje efrina-B1 od strane astrocita često opaža kod traumatične ozljede mozga.
Ali, "pretjerano uklanjanje" sinapsi može uzrokovati probleme i dovesti do neurodegeneracije, nastavlja prof. Ethell.
Zaborav je neophodan za učenje
U hipokampusu - dijelu mozga koji se najviše bavi pamćenjem - nove sinapse nastaju dok učimo nove stvari.
I, kaže prof. Ethell, zbog ograničene količine prostora u ovoj maloj regiji, potrebno je ukloniti neke neželjene veze kako bi se stvorile mjesta za nove kako se stvaraju nova sjećanja.
Ravnoteža između stvaranja novih sinapsi i uklanjanja neželjenih održava se povećanjem i smanjenjem proizvodnje efrina-B1 od strane astrocita.
"Da bismo naučili", tvrdi prof. Ethell, "prvo moramo zaboraviti." Ona i njezini kolege nastavljaju istraživanje glija stanica i žele otkriti zašto samo neki, a ne svi, astrociti uklanjaju sinapse.
„Ono što sa sigurnošću znamo jest da je usmjeravanje samo na neurone za proučavanje neučinkovito. Glijalne stanice također trebaju našu pažnju. "
Prof. Iryna M. Ethell
