Structura celulară asociată anterior cu boala îmbunătățește de fapt funcția creierului

Structura celulară asociată anterior cu boala îmbunătățește de fapt funcția creierului

Cercetătorii de la Universitatea McGill au dezvăluit de fapt că o structură a celulelor creierului considerată anterior patologică îmbunătățește de fapt capacitatea celulelor de a trimite informații, precum și asociații cu o cunoaștere mult mai bună a anumitor locuri de muncă.

Într - o cercetare lansată în Natura Comunicaţii, grupul a verificat umflăturile care apar în axonii celulelor Purkinje din creier. În rezultatele care se opun unor ipoteze bine-cunoscute, au constatat că axonii cu umflături au făcut o sarcină mult mai bună de a efectua semnale electrice decât cei fără.

„Acestea sunt genul de rezultate în care vă zgâriați cu adevărat capul și vă gândiți:„ Să verificăm asta încă o dată ”, spune autorul principal Alanna Watt, profesor asociat la Departamentul de Biologie. „De fapt, am început să presupunem că, atunci când am început acest lucru, am avut cel mai probabil șansa de a defini și de a măsura exact modul în care un axon este scurt - ceea ce nu este ceea ce am văzut”.

Datele experimentale confundă așteptările

Umflături în axoni - fibrele lungi și subțiri prin care celulele nervoase transmit informații către alte celule - sunt observate în dezvoltarea normală și în boală. Numărul crescut de umflături axonale se observă în diferite tulburări neurodegenerative, ceea ce i-a determinat pe oamenii de știință să creadă că umflăturile au un impact negativ asupra funcției axonului. În timp ce modelarea computerizată oferă un anumit sprijin acestei opinii, echipa de cercetare McGill a fost prima care a testat teoria cu măsurători pe celulele nervoase reale.

Folosind o combinație dificilă din punct de vedere tehnic de microscopie cu doi fotoni și electrofiziologie pentru a măsura activitatea electrică simultan în diferite locații din celule, cercetătorii au demonstrat că prezența umflăturilor axonale în celulele Purkinje de șoarece nu a avut niciun impact negativ asupra vitezei cu care acele celule au produs semnale ( viteza de tragere) sau pe viteza cu care axonii au transmis semnalele. În mod remarcabil, experimentele au arătat, de asemenea, că, la viteze maxime de ardere, axonii cu umflături au fost mai puțin susceptibili să eșueze decât cei fără.

Rolul bolii neurodegenerative pus în discuție

Într-o întorsătură surprinzătoare, cercetătorii McGill au descoperit că au fost capabili să stimuleze formarea de umflături axonale prin introducerea unui medicament care a blocat transmisia semnalelor electrice în celulele nervoase, în special în axoni. Vederea umflăturilor axonale se formează în câteva ore când axonul unei celule nervoase fusese compromis în acest fel, provoacă ipotezele anterioare despre rolul umflărilor axonale în tulburările neurodegenerative. După cum explică Watt, descoperirea lasă loc posibilității ca umflăturile să reprezinte un mecanism de auto-reparare, mai degrabă decât o deteriorare cauzată de boli.

„Transmiterea informațiilor folosind semnale electrice este unul dintre cele mai vitale puncte pe care le face un axon”, spune ea. „Dacă începe să rămână scurt la această sarcină, are sens să existe un sistem care încearcă să evite acest lucru.”

Analiza comportamentală confirmă impactul pozitiv al umflărilor

În plus față de investigațiile lor la nivel celular, cercetătorii au încercat să determine impactul umflăturilor axonale asupra funcției generale a creierului. Echipa a folosit trei teste concepute pentru a evalua învățarea motorie și coordonarea, care se numără printre cele mai importante roluri ale cerebelului. Susținute de modelare pentru a explica variația naturală dintre abilitățile individuale de învățare, rezultatele au relevat o corelație pozitivă între abundența umflăturilor axonale în celulele Purkinje cerebelare și abilitățile de învățare motorie.

„Credem că link-ul web este cel mai probabil unul indirect”, explică Watt. „Cunoașterea are loc cel mai probabil în altă parte, cu toate acestea informațiile sunt transmise în mod foarte fiabil, ca urmare, vom vedea o renovare.”

Detonic