Gehirns, die Astrozyten spielen die Hauptrolle in long-term memory

Sternförmige Zellen, die sogenannten Astrozyten, helfen dem Gehirn schaffen bleibende Erinnerungen, Salk-Forscher entdeckt haben. Das neue Werk fügt einem wachsenden Körper der Beweise, dass Astrozyten, die lange Zeit als lediglich unterstützende Zellen im Gehirn, die möglicherweise mehr von einer führenden Rolle. Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Glia am Juli 26, 2019, könnte informieren, Therapien für Erkrankungen, bei denen das Langzeitgedächtnis beeinträchtigt ist, wie z.B. Schädel-Hirn-Trauma oder Demenz.

„Dies ist ein Hinweis darauf, dass diese Zellen tun viel mehr als nur helfen, Neuronen behalten Ihre Tätigkeit“, sagt Professor Terrence Sejnowski, Leiter Salk s Computational Neurobiology Laboratory und leitender Autor der neuen Arbeit. „Es deutet darauf hin, dass Sie tatsächlich spielen eine wichtige Rolle in, wie Informationen übertragen und im Gehirn gespeichert.“

Das Gehirn die Neuronen verlassen Sie sich auf schnelle elektrische Signale zu kommunizieren, überall im Gehirn und Freisetzung von Neurotransmittern, aber Astrozyten, anstatt Signale zu generieren calcium und Stoffe freisetzen, bekannt als gliotransmitters, einige von Ihnen chemisch ähnlich wie Neurotransmitter. Die klassische Ansicht war, dass Astrozyten‘ – Funktion war hauptsächlich die Unterstützung der aktiver Neuronen, hilft transport von Nährstoffen, reinigen molekulare Geröll, und halten Neuronen im Ort. Erst vor kurzem haben Forscher gefunden, dass Sie könnten, spielen Sie andere, mehr aktive Rollen in das Gehirn durch die Freisetzung von gliotransmitters aber diese bleibt weitgehend geheimnisvoll.

2014, Sejnowski, Salk-Postdoc-Forscher António Pinto-Duarte und Ihre Kollegen zeigte, dass das deaktivieren der Freigabe von gliotransmitters in Astrozyten aktiviert, nach unten eine Art von Elektro-Rhythmus bekannt als gamma-Oszillation, die wichtig für kognitive Fähigkeiten. In dieser Studie, bei der die Forscher untersuchten das Lern-und Erinnerungsvermögen von Mäusen mit Behinderung, die Astrozyten, Sie fanden Defizite, die eingeschränkt wurden, um Ihre Fähigkeit zu diskriminieren Neuheit.

In der neuen Studie, Sejnowski sah das team zum ersten mal in der längerfristigen Erinnerung an Mäuse mit einer gestörten Astrozyten. Sie verwendeten genetisch veränderten Tiere fehlt ein rezeptor namens Typ-2-inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3R2), die in Astrozyten verlassen sich auf zu release calcium für die Kommunikation.

Die Forscher untersuchten Mäuse mit drei verschiedenen Arten von lernen und Gedächtnis-Herausforderungen, einschließlich der Interaktion mit einem neuartigen Objekt-und finden den Ausgang in einem Labyrinth. In jedem Fall, Mäusen fehlt IP3R2 zeigte die gleiche Fähigkeit zu lernen, wie normale Mäuse. Außerdem, wenn getestet in 24-48 Stunden nach jeder anfänglichen Lernprozess, die Mäuse mit einer gestörten Astrozyten konnten weiterhin die Informationen finden Ihren Weg durch das Labyrinth, zum Beispiel. Die Ergebnisse waren in Einklang mit dem, was man gesehen habe, in vor Studien.

Allerdings, wenn die Gruppe wartete weitere 2 bis 4 Wochen und erneut getestet, die trainierten Mäuse, Sie sah die großen Unterschiede; den Mäusen fehlt der rezeptor durchgeführt, viel schlimmer, die mehr als doppelt so viele Fehler beim ausfüllen des Labyrinth.

„Nach ein paar Wochen Verzögerung, normale Mäuse tatsächlich besser abgeschnitten, als Sie direkt nach dem training, weil Ihr Gehirn gegangen war, durch einen Prozess der gedächtniskonsolidierung“, erklärt António Pinto-Duarte, wer ist der lead-Autor der neuen Papier. „Den Mäusen fehlt das IP3R2-rezeptor durchgeführt, viel schlimmer.“

Das Ergebnis ist das erste mal, dass Mängel in Astrozyten wurden mit Mängeln in der gedächtniskonsolidierung oder remote-Speicher.

Der Prozess der Gedächtnisbildung im Gehirn bekannt ist, umfassen verschiedene Mechanismen, die Auswirkungen auf Nervenzellen. Einer dieser Mechanismen ist gedacht, um Vertrauen in eine optimale Anpassung der Stärke der Kommunikation zwischen Neuronen, die durch long-term-potentiation, von denen, die Festigkeit erhöht, und long-term-depression durch, die einige dieser verbindungen zu Schwächen. Sejnowski und Pinto-Duarte zeigte, dass, obwohl die Mäuse ohne IP3R2 und reduziert die Astrozyten-Aktivität hatte keine Probleme mit dem ehemaligen stellten Sie erhebliche Defizite in der letzteren, was darauf hindeutet, dass Astrozyten auch eine Rolle spielen können, die speziell in der long-term-depression von den verbindungen zwischen den Neuronen.

„Der Mechanismus der long-term-depression der Neuronen ist nicht so gut untersucht und verstanden“, sagt Sejnowski. „Und das sagt uns, wir sollten schauen, wie Astrozyten, verbunden mit der Schwächung dieser neuronalen verbindungen.“

Die Forscher sind bereits in der Planung zukünftiger Studien, um besser zu verstehen, die Wege, durch die Astrozyten beeinflussen die long-term-depression der neuronalen Kommunikation und Erinnerung im Allgemeinen.