Stanična struktura prethodno povezana s bolestima zapravo poboljšava rad mozga

Stanična struktura prethodno povezana s bolestima zapravo poboljšava rad mozga

Istraživači sa sveučilišta McGill zapravo su otkrili da struktura moždanih stanica za koju se prije vjerovalo da je patološka zapravo poboljšava sposobnost stanica da šalju informacije, kao i suradnike s daleko boljim znanjem na određenim poslovima.

U istraživanju objavljenom u Nature Communications, grupa je provjerila otekline koje se događaju u aksonima Purkinjeovih stanica u mozgu. U rezultatima koji se protive poznatim pretpostavkama utvrdili su da su aksoni s oteklinama puno bolji zadatak provodili električne signale od onih bez.

"Ovo su rezultati u kojima se stvarno počešete po glavi i mislite:" Provjerimo to još jednom ", kaže viša autorica Alanna Watt, izvanredna profesorica na Odjelu za biologiju. "Zapravo smo pretpostavili da smo kad smo to započeli vjerojatno najvjerojatnije definirali i točno odredili kako akson nedostaje - što nismo vidjeli."

Eksperimentalni podaci zbunjuju očekivanja

Oticanja u aksonima - dugim, vitkim vlaknima kroz koja živčane stanice prenose informacije drugim stanicama - opažaju se u normalnom razvoju i kod bolesti. Povećani broj oteklina u aksonima primjećuje se kod različitih neurodegenerativnih poremećaja, što je navelo znanstvenike da vjeruju da otekline imaju negativan utjecaj na funkciju aksona. Iako računalno modeliranje pruža određenu potporu ovom stajalištu, istraživački tim McGill prvi je testirao teoriju mjerenjem stvarnih živčanih stanica.

Koristeći tehnički izazovnu kombinaciju dvofotonske mikroskopije i elektrofiziologije za simultano mjerenje električne aktivnosti na različitim mjestima unutar stanica, istraživači su pokazali da prisutnost aksonskih oteklina u mišjim Purkinjeovim stanicama nema štetnog utjecaja na brzinu kojom te stanice proizvode signale ( brzina pucanja) ili na brzini kojom su aksoni odašiljali signale. Izuzetno je to što su eksperimenti također pokazali da je pri najvećim brzinama pucanja manja vjerojatnost da će aksoni s oteklinama propasti od onih bez.

Uloga u neurodegenerativnoj bolesti dovedena u pitanje

Iznenađujućim preokretom istraživači McGilla otkrili su da su uspjeli potaknuti stvaranje oteklina aksona uvođenjem lijeka koji blokira prijenos električnih signala u živčanim stanicama, posebno u aksonima. Vidjevši da se aksonska oteklina stvaraju u roku od nekoliko sati kada je akson živčane stanice na taj način ugrožen, dovodi u pitanje prethodne pretpostavke o ulozi aksonskih oteklina u neurodegenerativnim poremećajima. Kao što Watt objašnjava, otkriće ostavlja prostor za mogućnost da otekline predstavljaju mehanizam samopopravke, a ne pogoršanje uzrokovano bolestima.

"Prijenos informacija pomoću električnih signala jedna je od najvažnijih točaka koju čini akson", kaže ona. "Ako započne nedostajati u tom zadatku, logično je da postoji sustav koji to pokušava izbjeći."

Analiza ponašanja potvrđuje pozitivan utjecaj oteklina

Uz svoja istraživanja na staničnoj razini, istraživači su pokušali utvrditi utjecaj oteklina aksona na ukupnu funkciju mozga. Tim je koristio tri testa osmišljena za procjenu motoričkog učenja i koordinacije, koji su među najvažnijim ulogama malog mozga. Podržani modeliranjem da bi se uzele u obzir prirodne varijacije između individualnih sposobnosti učenja, rezultati su otkrili pozitivnu korelaciju između obilja oteklina aksona u Purkinjeovim stanicama malog mozga i sposobnosti motoričkog učenja.

"Vjerujemo da je web veza najvjerojatnije neizravna", objašnjava Watt. "Znanje se najvjerojatnije događa negdje drugdje, međutim informacije se prenose vrlo pouzdano, kao rezultat toga vidimo obnovu."