Penki naujausi atradimai keičia supratimą apie tai, kaip smegenys – ir net kai kurios ne smegenų ląstelės – saugo ir pertvarko informaciją. Maži, laikini neuroniniai mikrograndynai greitai pertvarkosi kritiniais momentais. Žmogaus ląstelės už nervų sistemos ribų rodo atminties tipo reakcijas į retkarčiais pasikartojančius dirgiklius. Oligodendrocito pirmtakai apkarpo sinapses. Aukštos skiriamosios gebos NMDA receptorių žemėlapiai atskleidžia naujus vaistų taikymo tikslus. Kvapai gali perprogramuoti klausos žievę ir paveikti motinos elgesį. Kiekvienas iš jų kelia naujus klausimus apie tai, kur ir kaip iš tikrųjų vyksta mokymasis.
Mažos nervų tinklų grandinės, kurios greitai pertvarkomos, kad galėtų atlikti naujas funkcijas
Mokslininkai nustatė, kad mažos tinklų grandinės, sudarytos iš trumpalaikių sinapsinių jungčių besivystančioje pelių žievėje, sudaro trumpalaikes mikrograndines, kurios kritiniais laikotarpiais greitai pertvarkomos, kad parengtų ir suformuotų lytėjimo suvokimą.
Šie trumpalaikiai karkasai, valdomi mGluR1 signalizacijos, nulemia, kada susidaro arba išvalomos laikinos sinapsės, kad būtų suformuoti ilgalaikiai jutimo grandynai.
Tikslus laiko parinkimas garantuoja funkcinį suformavimą; netinkamas laiko parinkimas gali prisidėti prie ilgalaikių vystymosi sutrikimų pelės modeliuose.
Prenatalinis uždegimas dėl motinos virusinės ekspozicijos sutrikdo šiuos ankstyvuosius ryšius, atskleidžiant pažeidžiamą pertvarkymo langą.
Šių dinamikų supratimas skatina priežiūros intervencijas ir prevencines strategijas, kurios apsaugo besivystančias sistemas ir skatina sveiką jutiminį vystymąsi.
Ne smegenų žmogaus ląstelės, rodančios atminties tipo mokymąsi iš atskiros stimuliacijos
Įrodydama, kad ląstelės už nervų sistemos ribų gali koduoti laikinus modelius, Niujorko universiteto komanda parodė, kad du tipai kultivuotų žmogaus ląstelių aktyvavo atminties susijusį geną stipriau ir ilgiau po pakartotinių trumpų cheminių impulsų, atskirtų intervalais, nei po vieno nuolatinio poveikio.
Naudodami inžinerinius reporterius, tyrėjai stebėjo genų aktyvaciją ir nustatė, kad atskirta stimuliacija, imituojanti neuronų impulsus, sukėlė didesnius ir ilgesnius atsakus nei masinė stimuliacija.
Šis efektas pasireiškė tiek nervų kilmės ląstelėse, tiek inkstų ląstelėse, o tai reiškia, kad jautrumas laiko modeliams gali būti plačiai paplitusi ląstelių savybė.
Šie NIH finansuoti ir žurnale „Nature Communications“ paskelbti atradimai skatina paslaugų orientuotą biologinio atsparumo ir atsinaujinimo tyrimą.
OPC kaip aktyvūs sinapsių ir neuroninių grandinių formuotojai
Keletas įrodymų dabar rodo, kad oligodendrocito pirmtakų ląstelės (OPC) aktyviai formuoja neuronines grandines, apgaubdamos ir pašalindamos nereikalingas sinapses pelės regos žievėje, o ne tik jas stebėdamos.
Naujos vaizdo gavimo technologijos leidžia atskirti patikrintas, aktyviai apkarpytas ir visiškai apgaubtas sinapses, atskleidžiant pakopišką, dinamišką apkarpymą.
OPC tarpininkaujamas pašalinimas performuoja grandines pagal patirtį, tobulindamas jutimo žemėlapius, kai gyvūnai mokosi.
Be vystymosi, OPC genėjimas susijęs su ligomis: OPC yra susiję su glioma ir gali skatinti sinapsų patologiją Alzheimerio ligoje.
Dalijamasi OPC veiksmų žemėlapių sudarymo įrankiais ir metodais, leidžiančiais atlikti laiko atžvilgiu išspręstus tyrimus visose smegenų srityse ir sąlygose, kad būtų geriau pasiekti tyrimų ir terapijos tikslai.
Naujos įžvalgos apie NMDA receptorių struktūrą ir psichiatrijos vaistų reikšmę
Nors oligodendrocito pirmtakų ląstelės pertvarko grandines genėdamos sinapses, struktūrinė biologija atskleidžia ne mažiau aktyvius molekulinės skulptūros kūrėjus sinapsėje: NMDA receptorius. Tyrėjai iššifravo kritinį konformacinį posūkį, kuris atveria NMDAR, apibrėždamas perėjimą į jonų laidžias būsenas. Jie patvirtino GluN1–GluN2B–GluN2D potipį žinduolių smegenyse, išplečiant intervencijos tikslus.
Rotacinės ir vartų funkcijos žemėlapis lokalizuoja aminorūgščių sąsajas, kuriose mažos molekulės gali stabilizuoti arba atkurti disfunkcinius receptorius. Šios įžvalgos paaiškina, kaip ketamino tipo junginiai veikia per GluN1–2B–2D dinamiką, suteikdami informacijos apie greitą antidepresantų kūrimą su mažiau šalutinių poveikių. Struktūrinės detalės taip pat paaiškina autoantikūnų sutrikimus, leidžiančius taikyti tikslesnius, individualizuotus gydymo metodus.
Kvapų ir garsų jutiminė integracija, formuojanti motinos elgesį
Perduodamas kvapų informaciją iš bazinės amigdala į klausos žievę, smegenys sukuria tiesioginį kanalą kvapams, kad būtų pertvarkytas garso apdorojimas – tai ryšys, kuris motinoms pelėms sustiprina žievės reakcijas į jų jauniklių šauksmus. Šis uostymo ir klausos ryšys padidina jautrumą palikuonių balsams, teikiant pirmenybę socialiai svarbiems garsams.
Greitas grįžtamasis ryšys iš uoslės žievės į uoslės svogūną teikia kontekstinius kvapo signalus, kurie lanksčiai suderina integraciją. Uoslės įvesties arba jos projekcijos į klausos žievę sutrikimas pakenkia jauniklių paieškai, parodydamas priežastinį poveikį priežiūrai.
Šie atradimai rodo, kad daugiajutiminiai keliai padeda globėjams efektyviau nustatyti priklausomų asmenų poreikius ir į juos reaguoti.
