Penyelidik telah mengenal pasti mekanisme baru neuroplastisitas yang berkaitan dengan pembelajaran dan ingatan
Ulasan terakhir: 14.06.2024
Semua kandungan iLive disemak secara perubatan atau fakta diperiksa untuk memastikan ketepatan faktual sebanyak mungkin.
Kami mempunyai garis panduan sumber yang ketat dan hanya memautkan ke tapak media yang bereputasi, institusi penyelidikan akademik dan, apabila mungkin, dikaji semula kajian secara medis. Perhatikan bahawa nombor dalam kurungan ([1], [2], dan lain-lain) boleh diklik pautan ke kajian ini.
Jika anda merasakan bahawa mana-mana kandungan kami tidak tepat, ketinggalan zaman, atau tidak dipersoalkan, sila pilih dan tekan Ctrl + Enter.
Neuron adalah penting, tetapi mereka bukan satu-satunya pemain dalam proses itu. Sesungguhnya, ia adalah "rawan", kumpulan molekul matriks ekstraselular yang dipanggil kondroitin sulfat yang terletak di luar sel saraf, yang memainkan peranan penting dalam keupayaan otak untuk memperoleh dan menyimpan maklumat.
Kajian yang diterbitkan dalam Jurnal Cell Reports menerangkan mekanisme baharu keplastikan otak, atau cara sambungan saraf berubah sebagai tindak balas kepada rangsangan luar. Makalah itu bertajuk "Kluster Matriks Peri-sinaptik Fokus Mempromosikan Keplastikan dan Memori Bergantung kepada Aktiviti dalam Tikus."
Kerja ini adalah hasil kerjasama antara Sekolah Perubatan Harvard, Universiti Trento dan Pusat Penyakit Neurodegeneratif Jerman (DZNE) di Magdeburg.
"Kemahiran deria dan keupayaan untuk memahami persekitaran kita bergantung pada aktiviti otak, yang membolehkan kita melihat dan memproses rangsangan yang datang dari dunia luar. Melalui otak kita, kita dapat memperoleh dan menyimpan maklumat baharu, sebagai serta ingat maklumat yang telah kita pelajari,” kata Yuri Bozzi dan Gabriele Chelini.
"Fenomena menarik ini dimungkinkan oleh keupayaan otak untuk mengubah struktur dan keberkesanan sambungan saraf (sinaps) secara berterusan sebagai tindak balas kepada rangsangan luar. Keupayaan ini dipanggil keplastikan sinaptik. Memahami bagaimana perubahan sinaptik berlaku dan bagaimana ia menyumbang kepada pembelajaran dan ingatan adalah salah satu tugas utama neurobiologi."
Yuri Bozzi ialah seorang profesor di Universiti Trento dan penulis utama bersama artikel tersebut. Gabriele Chelini adalah pengarang pertama kajian itu. Celini mula mengusahakan projek ini pada 2017 sebagai felo pasca doktoral di makmal yang diketuai oleh Sabina Berretta (Hospital McLean dan Sekolah Perubatan Harvard, Boston) dan menyelesaikan penerbitan saintifik semasa bekerja sebagai felo pasca doktoral di makmal Bozzi di Universiti Trento.
Kajian ini memfokuskan pada kondroitin sulfat, molekul yang terkenal dengan peranannya dalam sendi, yang juga memainkan fungsi penting dalam keplastikan otak, menjadi sebahagian daripada matriks ekstraselular otak, seperti yang ditemui pada asalnya oleh kumpulan Dr. Alexander Dityatev. Pada tahun 2001.
Pada tahun 2007, kajian Jepun menggambarkan kehadiran gugusan kondroitin sulfat berbentuk bulat yang tersebar secara rawak di dalam otak. Kerja ini telah dilupakan, bagaimanapun, sehingga makmal neurobiologi translasi Sabine Berretta membawa struktur ini kembali ke perhatian komuniti saintifik, menamakan semula gugusan CS-6 (untuk kondroitin sulfat-6, yang mengenal pasti komposisi molekul tepat mereka) dan menunjukkan bahawa struktur ini adalah dikaitkan dengan sel glial dan sangat berkurangan dalam otak orang yang mengalami gangguan psikotik.
Kemudian, pada 2017, Gabriele Celini, yang baru diupah di makmal Berretta, ditugaskan untuk mendedahkan fungsi kluster ini.
"Kami mula-mula memeriksa struktur ini secara terperinci, menggambarkannya pada resolusi yang sangat tinggi. Kami mendapati bahawa ia pada dasarnya adalah kelompok sinaps yang disalut dalam CS-6 dan disusun menjadi bentuk geometri yang boleh dikenali dengan jelas. Kami kemudiannya mengenal pasti jenis sinaptik baharu organisasi "kata saintis.
"Pada ketika ini kami perlu menggunakan beberapa 'kreativiti eksperimen'; melalui gabungan pendekatan morfologi tingkah laku, molekul dan sofistikated, kami menyedari bahawa sebatian ini, yang terkandung dalam kelompok CS-6, berubah sebagai tindak balas kepada aktiviti elektrik dalam otak."
"Akhirnya, terima kasih kepada kerjasama Alexander Dityatev dari DZNE Magdeburg dan usaha Hadi Mirzapourdelawar dari kumpulannya, kami mengurangkan ekspresi CS-6 dalam hippocampus (sebuah kawasan otak yang bertanggungjawab untuk pembelajaran ruang) dan menunjukkan bahawa kehadiran CS-6 diperlukan untuk keplastikan sinaptik dan ingatan spatial," tegas Bozzi dan Celini.
"Kerja ini membuka jalan untuk pandangan baharu tentang fungsi otak. Ada kemungkinan bahawa semua sinaps yang terbentuk pada neuron yang berbeza dalam kelompok CS-6 mempunyai keupayaan untuk bertindak balas bersama-sama terhadap rangsangan luar tertentu dan mengambil bahagian dalam fungsi biasa yang bertujuan untuk proses pembelajaran dan ingatan " mereka perhatikan.
“Ia kelihatan mewakili substrat baharu untuk menyepadukan maklumat dan membentuk persatuan di peringkat multiselular,” tambah Dityatev dan Berretta.
Kerja ini adalah hasil kerjasama antara beberapa makmal, termasuk Makmal Neurobiologi Translasi (Sabina Berretta; Hospital McLean - Sekolah Perubatan Harvard, Boston), Makmal Penyelidikan Gangguan Neurodevelopmental (Yuri Bozzi; CIMeC - Pusat Antara Bidang Sains Otak, Universiti Trento) dan neuroplastisitas molekul (Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).