Aju tugirakud mängivad aktiivset rolli mälus ja õppimises
Uus uurimus annab täiendavaid tõendeid selle kohta, et gliiarakud toetavad ja toidavad neuroneid, mida traditsiooniliselt öeldi aju toimimise eest vastutavateks rakkudeks.
Näib, et gliiarakud, mida nimetatakse astrotsüütideks - nn seetõttu, et need on kujundatud sarnaselt tähtedega - mängivad aktiivset rolli mälus ja õppimises.
See on California ülikooli (UC) Riverside'i uue uuringu järgi.
Töörühm leidis, et astrotsüüdid - mis ületavad tunduvalt neuroneid - suudavad hallata aju hipokampuse piiratud ruumi, kärpides soovimatuid sünapse või neuronite vahelisi seoseid.
Hippokampus on väike, kuid ülioluline ajuosa, mis on oluline mälu ja õppimise jaoks.
Dokumendis, mis on nüüd avaldatud Neuroteaduste ajakirikirjeldavad teadlased, kuidas nad uurisid mehhanisme, mille kaudu astrotsüüdid reguleerivad hipokampuse ahela ümberkujundamist õppimise ajal.
Nad leidsid, et kui astrotsüüdid toodavad liiga palju valku, mida nimetatakse efriin-B1, põhjustab see hiirtel mäluprobleeme.
Nagu selgitab vanemteadur Iryna M. Ethell, kes on UC Riverside'i meditsiinikooli biomeditsiiniteaduste professor: . ”
Neuronid, gliiarakud ja sünapsid
Ajus ja seljaajus on kahte peamist tüüpi rakke: neuronid; ja rikkamad gliiarakud, mis koosnevad mikrogliatest, astrotsüütidest ja oligodendrotsüütidest.
Algselt arvati, et neuronid on aju aktiivsed tööüksused ja gliiarakkude ülesanne on neid passiivselt toetada ja kasvatada.
Kuid üha rohkem uuringuid näitab, et gliiarakud pole kaugeltki passiivsed ja mängivad aju ja närvisüsteemi arengus aktiivseid rolle.
Näiteks teame, et astrotsüüdid aitavad reguleerida sünapside teket ja toimimist või tühikuid neuroni otsa ja teiste neuronite vahel, millega see suhtleb.
Suhtlus toimub keemiliste vahendajate või neurotransmitterite abil signaalide edastamiseks üle sünapside.
Teadlased märgivad, et varasemad uuringud on seostanud astrotsüütide ja neuronite ebanormaalset interaktsiooni aju arengu- ja degeneratiivsete häiretega.
Mõnes neist uuringutest leiti ka, et ebanormaalsed koostoimed on seotud mälu ja õppimise häiretega. Kuid nad ei tuvastanud alusmehhanisme.
Pärast nende endi järeldusi oli prof.Ethell ütleb, et tema ja tema kolleegid usuvad, et "liiga palju efriin-B1 ekspresseerivad astrotsüüdid võivad rünnata neuroneid ja eemaldada sünapsi."
Seda tüüpi sünapsi kadu on täheldatud Alzheimeri, amüotroofse lateraalskleroosi ja teiste neurodegeneratiivsete haiguste korral.
Astrotsüüdid eemaldavad sünapsid
Teadlased alustasid gliiarakkude ja neuronite vastastikust mõju uurides laboris astrotsüütide mõju hiire neuronitele. Nad leidsid, et kui nad lisasid neuronitele liiga palju efriin-B1 tootvaid astrotsüüte, siis nad sõid sünapsid ära.
Aju sünapside eemaldamine muudab mälu ja õppimisahelat, nii et see leid viitab sellele, et gliiarakkude ja neuronite vastasmõju mõjutab tõenäoliselt mälu ja õppimist.
Selle edasiseks uurimiseks uurisid teadlased mõju elusatele hiirtele. Kui nad suurendasid loomade efriin-B1 taset, leidsid nad, et loomad ei mäleta äsja õpitud käitumist.
Võib juhtuda, et "efriin-B1 ületootmine võib olla uudne mehhanism, mille abil soovimatud sünapsid terves ajus eemaldatakse," spekuleerib prof Ethell.
Seda ideed toetab asjaolu, et astrotsüütide efriin-B1 tootmise suurenemist täheldatakse traumaatilise ajukahjustuse korral.
Kuid sünapsi liigne eemaldamine võib põhjustada probleeme ja viia neurodegeneratsioonini, jätkab prof Ethell.
Õppimiseks on vajalik unustamine
Hipokampuses - aju osas, mis on enamasti seotud mäluga - tekivad uued õpped, kui õpime uusi asju.
Ja ütleb prof Ethell, kuna selles väikeses piirkonnas on piiratud ruumihulga tõttu vaja eemaldada mõned soovimatud ühendused, et uute mälestuste tekkimisel ruumi teha uutele.
Uute sünapsite loomise ja soovimatute eemaldamise vahel hoitakse tasakaalu astrotsüütide efriin-B1 tootmise suurenemise ja vähenemise kaudu.
"Õppimiseks," väidab prof Ethell, "peame kõigepealt unustama." Ta ja tema kolleegid jätkavad gliiarakkude uurimist ja soovivad teada saada, miks ainult mõned astrotsüüdid, mitte kõik, eemaldavad sünapsi.
"Mida me kindlalt teame, on see, et uurimiseks ainult neuronite suunamine on ebaefektiivne. Ka gliiarakud vajavad meie tähelepanu. "
Prof Iryna M. Ethell
