Bunková štruktúra predtým spojená s ochorením skutočne zlepšuje funkciu mozgu

Bunková štruktúra predtým spojená s ochorením skutočne zlepšuje funkciu mozgu

Vedci z McGill University v skutočnosti odhalili, že štruktúra mozgových buniek, o ktorých sa predtým myslelo, že sú patologické, v skutočnosti zlepšuje schopnosť buniek posielať informácie, ako aj spolupracovníkov s oveľa lepšími znalosťami o konkrétnych zamestnaniach.

Vo výskume zverejnenom v Nature Communicationsskupina skontrolovala opuchy, ktoré sa vyskytujú v axónoch Purkyňových buniek v mozgu. Vo výsledkoch, ktoré sú v rozpore so známymi predpokladmi, zistili, že axóny s opuchmi vykonali elektrické signály oveľa lepšie ako tie bez nich.

„Toto sú výsledky, pri ktorých si naozaj poškriabete hlavu a myslíte si:„ Poďme to ešte raz skontrolovať, “hovorí hlavná autorka Alanna Watt, docentka na katedre biológie. "Skutočne sme predpokladali, že keď sme to začali, s najväčšou pravdepodobnosťou presne definujeme a presne zmeriame, ako axon zaostáva - čo sme nevideli."

Experimentálne údaje skresľujú očakávania

Opuchy v axónoch - dlhé, štíhle vlákna, cez ktoré nervové bunky prenášajú informácie do ďalších buniek - sa pozorujú za normálneho vývoja a pri chorobe. Zvýšený počet axonálnych opuchov sa pozoruje u rôznych neurodegeneratívnych porúch, čo vedcov viedlo k domnienke, že opuchy majú negatívny vplyv na funkciu axónov. Zatiaľ čo počítačové modelovanie podporuje tento názor, výskumný tím McGill bol prvý, kto otestoval teóriu meraniami na skutočných nervových bunkách.

Pomocou technicky náročnej kombinácie dvojfotónovej mikroskopie a elektrofyziológie na súčasné meranie elektrickej aktivity na rôznych miestach v bunkách vedci preukázali, že prítomnosť axonálnych opuchov v myších Purkyňových bunkách nemala žiadny nepriaznivý vplyv na rýchlosť, akou tieto bunky produkovali signály ( rýchlosť streľby) alebo na rýchlosti, pri ktorej axóny prenášali signály. Pozoruhodné je, že experimenty tiež preukázali, že pri maximálnych rýchlostiach streľby bolo menej pravdepodobné, že dôjde k zlyhaniu axónov s opuchmi ako u tých bez.

Spochybnená úloha v neurodegeneratívnom ochorení

Vedci z McGill prekvapivo zistili, že sú schopní stimulovať tvorbu axonálnych opuchov zavedením farmaceutického prostriedku, ktorý blokuje prenos elektrických signálov v nervových bunkách, najmä v axónoch. Vidieť formovanie axonálnych opuchov v priebehu niekoľkých hodín, keď bol takto narušený axón nervovej bunky, spochybňuje predchádzajúce predpoklady o úlohe axonálnych opuchov pri neurodegeneratívnych poruchách. Ako vysvetľuje Watt, objav ponecháva priestor pre možnosť, že opuchy predstavujú skôr mechanizmus samoopravovania ako zhoršenie spôsobené chorobou.

"Prenos informácií pomocou elektrických signálov je jedným z najdôležitejších bodov, ktoré axon robí," hovorí. "Ak to pri tejto úlohe začne zaostávať, má zmysel, že existuje systém, ktorý sa tomu snaží vyhnúť."

Analýza správania potvrdzuje pozitívny vplyv opuchov

Popri výskume na bunkovej úrovni sa vedci snažili určiť vplyv axonálnych opuchov na celkovú funkciu mozgu. Tím použil tri testy určené na hodnotenie motorického učenia a koordinácie, ktoré patria k najdôležitejším úlohám malého mozgu. Výsledky podporené modelovaním, aby sa zohľadnili prirodzené rozdiely medzi jednotlivými schopnosťami učenia, odhalili pozitívnu koreláciu medzi množstvom axonálnych opuchov v cerebelárnych Purkyňových bunkách a schopnosťami motorického učenia.

"Veríme, že webový odkaz je s najväčšou pravdepodobnosťou nepriamy," vysvetľuje Watt. "Znalosti sa s najväčšou pravdepodobnosťou odohrávajú inde, informácie sa však odovzdávajú mimoriadne spoľahlivo, a preto vidíme renováciu."