Cum își găsește partenerul o celulă nervoasă - MedMix
Conectarea unei celule nervoase la alta în creier este un proces extrem de complex care are loc în creier în timpul dezvoltării prenatale, precum și în copilărie și adolescență. Căutarea unui partener de către o celulă nervoasă poate fi, de asemenea, studiată pe un circuit imprimat în condiții de laborator.
Arthur Bikbaev de la Institutul de Neurobiologie Leibniz (LIN) din Magdeburg și doi colegi au investigat modul în care o celulă nervoasă își găsește parteneri. Lucrul uimitor este că activitatea rețelelor nervoase poate fi reglată prin „dezbrăcarea” lor. Revista comercială Scientific Reports a prezentat rezultatele în numărul său actual.
Conexiunile celulelor nervoase vizibile în model
„Neuronii vor să își găsească partenerii și să se conecteze între ei prin rețele. Provocarea pentru noi oamenii de știință este de a face conexiunile individuale din model vizibile și ușor de înțeles ”, spune Arthur Bikbaev. Pentru experimentele lor, oamenii de știință au izolat celulele nervoase din creierul șobolanilor și le-au lăsat să crească pe așchii - așa-numitele matrice multi-electrod. Cu ajutorul electrozilor de pe cip, puteți măsura activitatea electrică a unei celule nervoase și puteți vedea ce celule nervoase sunt active și sunt în contact una cu cealaltă. Pe de altă parte, cipul permite celulelor nervoase să fie influențate în mod specific cu stimuli electrici. Bikbaev explică: „Celulele nervoase din creier nu pot fi niciodată privite izolate de alte influențe. Cu toate acestea, în modelul nostru o facem. Această simplificare este avantajoasă pentru noi, deoarece știm și putem lua în considerare toți factorii care influențează. "
Conexiunile unei celule nervoase nu sunt statice, dar sunt supuse unor schimbări constante în funcție de activitatea lor. Matricea extracelulară este o substanță care înconjoară celula nervoasă ca o manta și permite stabilizarea rețelelor.
În cadrul studiului, echipa Magdeburg a reușit să reseteze conexiunile dintre neuroni și să creeze noi conexiuni: cercetătorii au folosit o enzimă pentru a descompune matricea extracelulară existentă în jurul celulelor nervoase și au fost apoi capabili să observe maturizarea reînnoită a rețelelor neuronale. Rețelele de neuroni „dezmembrate” devin mai active, dar sunt, de asemenea, mai puțin predispuse la supraexcitație, cum ar fi cele care apar în timpul convulsiilor epileptice, de exemplu.
Rezultatele echipei de cercetare pot fi utilizate în două moduri: Pe de o parte, medicamentele pot fi testate pentru efecte secundare mai ieftin dacă efectul substanțelor asupra celulelor nervoase este testat cu ajutorul chipsurilor. Pe de altă parte, interfețele creier-computer pot fi dezvoltate în continuare prin faptul că interacțiunile pot fi cuantificate și se poate vedea cum sunt codificate sau decodate semnalele.