„Celulele de sprijin” ale creierului joacă un rol activ în memorie și învățare
Noi cercetări oferă dovezi suplimentare că celulele gliale fac mai mult decât să susțină și să hrănească neuronii, despre care se spunea în mod tradițional că sunt celulele responsabile de funcționarea creierului.
Se pare că celulele gliale numite astrocite - așa-numitele deoarece au forma similară cu stelele - joacă un rol activ în memorie și învățare.
Acest lucru este potrivit unui nou studiu realizat de Universitatea din California (UC), Riverside.
Echipa a descoperit că astrocitele - care depășesc cu mult numărul neuronilor - pot gestiona spațiul limitat din hipocampul creierului prin tăierea sinapselor nedorite sau a conexiunilor dintre neuroni.
Hipocampul este o parte mică, dar crucială a creierului, care este importantă pentru memorie și învățare.
Într - o lucrare care este publicată acum în Journal of NeuroscienceCercetătorii descriu modul în care au explorat mecanismele prin care astrocitele reglează „remodelarea circuitului hipocampic în timpul învățării”.
Au descoperit că atunci când astrocitele produc o cantitate prea mare de proteină numită efrină-B1, aceasta cauzează probleme de memorie la șoareci.
După cum explică autorul principal al studiului, Iryna M. Ethell, care este profesor de științe biomedicale la Școala de Medicină a UC Riverside, „[O] verproducerea acestei proteine în astrocite poate duce la retenția afectată a memoriei contextuale și abilitatea de a naviga în spațiu . ”
Neuroni, celule gliale și sinapse
Există două tipuri principale de celule în creier și în măduva spinării: neuroni; și celulele gliale mai abundente, care sunt alcătuite din microglii, astrocite și oligodendrocite.
Inițial, se credea că neuronii erau unitățile active de lucru ale creierului și că rolul celulelor gliale era de a le susține și de a le hrăni pasiv.
Dar tot mai multe cercetări arată că celulele gliale sunt departe de a fi pasive și joacă roluri active în dezvoltarea creierului și a sistemului nervos.
De exemplu, știm că astrocitele ajută la reglarea generării și funcției sinapselor sau a spațiilor dintre capătul unui neuron și ceilalți neuroni cu care comunică.
Comunicarea se face prin intermediul unor mesageri chimici, sau neurotransmițători, pentru a transporta semnale peste sinapse.
Cercetătorii notează că studiile anterioare au legat interacțiunile anormale dintre astrocite și neuroni de tulburările de dezvoltare și degenerative ale creierului.
Unele dintre aceste studii au descoperit, de asemenea, că interacțiunile anormale sunt legate de afectarea memoriei și a învățării. Cu toate acestea, ei nu au identificat mecanismele de bază.
În urma propriilor descoperiri, prof. Ethell spune că ea și colegii ei cred că „astrocitele care exprimă prea mult din efrina-B1 pot ataca neuronii și pot elimina sinapsele”.
Acest tip de „pierdere a sinapselor” a fost observat în Alzheimer, scleroza laterală amiotrofică și alte boli neurodegenerative.
Astrocitele elimină sinapsele
Cercetătorii au început să studieze interacțiunea dintre celulele gliale și neuroni examinând efectul astrocitelor asupra neuronilor șoarecilor din laborator. Au descoperit că atunci când au adăugat astrocite care produc prea multă efrin-B1 la neuroni, au „mâncat” sinapsele.
Eliminarea sinapselor din creier modifică memoria și circuitele de învățare, astfel încât această constatare sugerează că interacțiunile dintre celulele gliale și neuroni pot influența memoria și învățarea.
Pentru a explora mai departe acest lucru, oamenii de știință au studiat efectul la șoareci vii. Când au crescut nivelul de efină-B1 al animalelor, au descoperit că animalele nu-și mai puteau aminti comportamentele pe care tocmai le învățaseră.
S-ar putea ca „supraproducția de efrină-B1 să fie un mecanism nou prin care sinapsele nedorite sunt eliminate în creierul sănătos”, speculează prof. Ethell.
Această idee este susținută de faptul că creșterea producției de efrină-B1 de către astrocite este adesea observată în leziunile traumatice ale creierului.
Dar, „îndepărtarea excesivă” a sinapselor poate provoca probleme și poate duce la neurodegenerare, continuă prof. Ethell.
Uitarea este necesară pentru învățare
În hipocampus - partea creierului care este preocupată în cea mai mare parte de memorie - se formează noi sinapse pe măsură ce învățăm lucruri noi.
Și, spune prof. Ethell, din cauza cantității limitate de spațiu din această mică regiune, este necesar să se elimine unele conexiuni nedorite pentru a face loc altora noi pe măsură ce se formează noi amintiri.
Echilibrul dintre realizarea unor sinapse noi și eliminarea celor nedorite este menținut de creșteri și scăderi ale producției de efrin-B1 de către astrocite.
„Pentru a învăța”, susține prof. Ethell, „trebuie mai întâi să uităm”. Ea și colegii ei continuă investigația asupra celulelor gliale și doresc să descopere de ce doar unii, și nu toți, astrocitele elimină sinapsele.
Ceea ce stim cu siguranta este ca vizarea doar neuroni pentru studiu este ineficienta. Și celulele gliale au nevoie de atenția noastră ".
Prof. Iryna M. Ethell
