Šūnu struktūra, kas iepriekš bija saistīta ar slimību, faktiski uzlabo smadzeņu darbību

Šūnu struktūra, kas iepriekš bija saistīta ar slimību, faktiski uzlabo smadzeņu darbību

Pētnieki Makgila universitātē faktiski ir atklājuši, ka smadzeņu šūnu struktūra, kas iepriekš tika uzskatīta par patoloģisku, faktiski uzlabo šūnu spēju nosūtīt informāciju, kā arī asociējas ar daudz labākām zināšanām par konkrētiem darbiem.

Gadā publicētajā pētījumā Nature Communications, grupa pārbaudīja pietūkumus, kas rodas Purkinje šūnu aksonos smadzenēs. Rezultātos, kas iebilst pret vispāratzītiem pieņēmumiem, viņi konstatēja, ka aksoni ar pietūkumu daudz labāk veic elektrisko signālu izpildi nekā tie, kuriem nav.

"Šie ir sava veida rezultāti, kad jūs patiešām saskrāpējat galvu un domājat:" Pārbaudīsim to vēlreiz, "saka vecākā autore Alanna Watt, asociētā profesore Bioloģijas katedrā. "Mēs faktiski pieņēmām, kad mēs to sākām, ka mēs, visticamāk, precīzi definēsim un novērtēsim, kā aksons nokrīt - ko mēs neredzējām."

Eksperimentālie dati sajauc cerības

Aksonu pietūkums - garās, slaidās šķiedras, caur kurām nervu šūnas pārraida informāciju uz citām šūnām - tiek novērotas normālā attīstībā un slimībās. Dažādos neirodeģeneratīvos traucējumos tiek novērots palielināts aksonu pietūkumu skaits, kas zinātniekiem liek domāt, ka pietūkumam ir negatīva ietekme uz aksona darbību. Kamēr datormodelēšana sniedz zināmu atbalstu šim viedoklim, Makgila pētnieku grupa bija pirmā, kas pārbaudīja teoriju ar faktisko nervu šūnu mērījumiem.

Izmantojot tehniski sarežģītu divu fotonu mikroskopijas un elektrofizioloģijas kombināciju, lai vienlaikus izmērītu elektrisko aktivitāti dažādās šūnu vietās, pētnieki parādīja, ka aksonu uzpūšanās klātbūtne peļu Purkinje šūnās nekaitīgi neietekmē ātrumu, kādā šīs šūnas radīja signālus ( šaušanas ātrumu) vai ātrumu, ar kādu aksoni pārraidīja signālus. Zīmīgi, ka eksperimenti arī parādīja, ka maksimālā šaušanas ātrumā aksoni ar pietūkumiem, visticamāk, neizdosies, nekā tie, kuriem nav.

Apšaubīta loma neirodeģeneratīvās slimības gadījumā

Pārsteidzošā pagriezienā Makgila pētnieki atklāja, ka viņi spēja stimulēt aksonu pietūkumu veidošanos, ieviešot zāles, kas bloķēja elektrisko signālu pārraidi nervu šūnās, īpaši aksonos. Redzot, kā aksonu pietūkums veidojas dažu stundu laikā, kad šādā veidā tika sabojāts nervu šūnas aksons, tiek apstrīdēti iepriekšējie pieņēmumi par aksonu pietūkumu lomu neirodeģeneratīvos traucējumos. Kā paskaidro Vats, atklājums atstāj vietu iespējai, ka pietūkumi drīzāk atspoguļo pašatjaunošanās mehānismu, nevis slimību izraisītu pasliktināšanos.

"Informācijas pārsūtīšana, izmantojot elektriskos signālus, ir viens no vissvarīgākajiem punktiem, ko aksons dara," viņa saka. "Ja tas sāk atpalikt no šī uzdevuma, ir loģiski, ka pastāv sistēma, kas mēģina no tā izvairīties."

Uzvedības analīze apstiprina pietūkumu pozitīvo ietekmi

Papildus saviem pētījumiem šūnu līmenī pētnieki centās noteikt aksonu pietūkuma ietekmi uz kopējo smadzeņu darbību. Komanda izmantoja trīs testus, kas izstrādāti, lai novērtētu motorisko mācīšanos un koordināciju, kas ir starp smadzenītēm vissvarīgākajām lomām. Atbalstot modelēšanu, lai ņemtu vērā dabisko atšķirību starp individuālajām mācīšanās spējām, rezultāti atklāja pozitīvu korelāciju starp aksonu pietūkumu daudzumu smadzenītēs Purkinje šūnās un motoriskās mācīšanās spējām.

"Mēs uzskatām, ka tīmekļa saite, visticamāk, ir netieša," skaidro Vats. "Zināšanas, visticamāk, notiek citur, tomēr informācija tiek nodota īpaši uzticami, kā arī mēs redzam renovāciju."