Struktur sel yang sebelumnya dikaitkan dengan penyakit sebenarnya meningkatkan fungsi otak

Struktur sel yang sebelumnya dikaitkan dengan penyakit sebenarnya meningkatkan fungsi otak

Penyelidik di Universiti McGill sebenarnya telah mendedahkan bahawa struktur sel otak yang sebelumnya dipercayai patologi kerana pada hakikatnya meningkatkan keupayaan sel untuk menghantar maklumat serta rakan yang mengetahui dengan lebih baik mengenai pekerjaan tertentu.

Dalam penyelidikan yang dikeluarkan di Alam Komunikasi, kumpulan itu memeriksa pembengkakan yang berlaku di akson sel Purkinje di otak. Dalam hasil yang bertentangan dengan anggapan terkenal, mereka mendapati bahawa akson dengan pembengkakan melakukan tugas yang lebih baik untuk melaksanakan isyarat elektrik daripada yang tidak.

"Ini adalah jenis hasil di mana anda benar-benar menggaru kepala anda dan berfikir," Mari kita periksa sekali lagi, "kata pengarang kanan Alanna Watt, seorang Profesor Madya di Jabatan Biologi. "Kami benar-benar menganggap ketika kami memulai ini bahawa kemungkinan besar kami akan menentukan dan mengukur dengan tepat bagaimana akson jatuh pendek - yang bukan apa yang kami lihat."

Data eksperimen membantah jangkaan

Pembengkakan pada akson - serat panjang dan langsing di mana sel saraf menghantar maklumat ke sel lain - diperhatikan dalam perkembangan normal dan penyakit. Peningkatan bilangan pembengkakan aksonal dilihat dalam pelbagai gangguan neurodegeneratif, yang menyebabkan para saintis percaya pembengkakan mempunyai kesan negatif terhadap fungsi akson. Walaupun pemodelan komputer memberi sokongan kepada pandangan ini, pasukan penyelidik McGill adalah yang pertama menguji teori dengan pengukuran pada sel-sel saraf yang sebenarnya.

Dengan menggunakan kombinasi mikroskopi dua elektron dan elektrofisiologi yang mencabar secara teknikal untuk mengukur aktiviti elektrik secara serentak di lokasi yang berlainan dalam sel, para penyelidik menunjukkan bahawa kehadiran pembengkakan aksonal pada sel Purkinje tikus tidak mempunyai kesan buruk terhadap kadar di mana sel-sel tersebut menghasilkan isyarat ( kadar tembakan) atau pada kelajuan di mana akson menghantar isyarat. Hebatnya, eksperimen juga menunjukkan bahawa pada kadar penembakan puncak, akson dengan pembengkakan cenderung kurang gagal daripada yang tidak.

Peranan dalam penyakit neurodegeneratif dipertanyakan

Dalam kelainan yang mengejutkan, para penyelidik McGill mendapati bahawa mereka dapat merangsang pembentukan pembengkakan aksonal dengan memperkenalkan farmaseutikal yang menyekat penghantaran isyarat elektrik dalam sel saraf, terutama di akson. Melihat pembengkakan aksonal terbentuk dalam beberapa jam ketika akson sel saraf telah dikompromikan dengan cara ini mencabar andaian sebelumnya mengenai peranan pembengkakan aksonal dalam gangguan neurodegeneratif. Seperti yang dijelaskan oleh Watt, penemuan tersebut memberi ruang untuk kemungkinan pembengkakan mewakili mekanisme memperbaiki diri daripada kemerosotan yang disebabkan oleh penyakit.

"Memancarkan maklumat menggunakan isyarat elektrik adalah salah satu titik paling penting yang dilakukan oleh akson," katanya. "Jika mulai gagal pada tugas itu, masuk akal ada sistem yang berusaha menghindarinya."

Analisis tingkah laku mengesahkan kesan positif pembengkakan

Sebagai tambahan kepada penyelidikan mereka di peringkat sel, para penyelidik berusaha untuk menentukan kesan pembengkakan aksonal pada keseluruhan fungsi otak. Pasukan ini menggunakan tiga ujian yang dirancang untuk menilai pembelajaran motor dan koordinasi, yang merupakan antara peranan penting otak kecil. Disokong oleh pemodelan untuk memperhitungkan variasi semula jadi antara kemampuan belajar individu, hasilnya menunjukkan korelasi positif antara banyaknya pembengkakan aksonal pada sel-sel cerekinar Purkinje dan kemampuan belajar motor.

"Kami percaya pautan web kemungkinan besar tidak langsung," jelas Watt. "Pengetahuan itu kemungkinan besar berlaku di tempat lain, namun info tersebut disampaikan secara berlebihan dan sebagai hasilnya kita melihat pengubahsuaian."