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La ricerca suggerisce che il cervello sia un organo molto più sensibile che originalmente percepito, sensibile al più minuscolo dei segnali chimici

Il cervello è un organo maddeningly complesso affinchè gli scienziati capisca. Nessun presupposto può rimanere incontestato, nessun dato catturato come dato.

Presa “minis„ per esempio. Cioè eventi sinaptici eccitanti miniatura. La posizione dove i neuroni comunicano a vicenda è la sinapsi, lo spazio minuscolo fra le estremità delle fibre nervose. Quello è dove una cellule nervose segnala un altro secernendo i prodotti chimici speciali chiamati neurotrasmettitori, che saltano lo spazio. La sinapsi e la sua capacità di rinforzare e calare, è probabilmente al centro dell'apprendimento e della memoria. Minis, meri singoli, pacchetti minuscoli di neurotrasmettitori, è stato pensato sempre per non avere significato biologico, nient'altro che “disturbo,„ o schiamazzo di sfondo che non hanno svolto ruolo nella formazione di memoria. Minis, era pensiero, ha potuto essere trascurato sicuro.

Forse non, dice Mike Sutton, uno studioso postdottorale nel laboratorio di Erin Schuman, un professore associato di biologia all'istituto di tecnologia della California e ad un ricercatore del socio per il Howard Hughes Medical Institute. Sutton, Schuman e rapporto della parete e di Girish Aakalu di Nicholas dei colleghi che al contrario, minis può svolgere un ruolo importante nella sintesi delle proteine di regolamentazione nel cervello. Più ulteriormente, il loro lavoro suggerisce che il cervello sia un organo molto più sensibile che originalmente percepito, sensibile al più minuscolo dei segnali chimici. Il loro rapporto compare nell'emissione del 25 giugno della scienza del giornale.

Originalmente, Sutton ed altri non stava osservando i minis affatto, ma sintesi delle proteine, il trattamento con cui celle monta gli amminoacidi nelle proteine secondo le informazioni genetiche contenute all'interno del DNA di quelle cellule. Le proteine sono i cavalli di lavoro dell'organismo e sono richieste per la struttura, la funzione ed il regolamento delle celle, dei tessuti e degli organi. Ogni proteina ha una funzione unica.

Un neurone è composto di rami treelike che si estendono dal corpo cellulare. I numerosi rami chiamati dendrites contengono le numerose sinapsi che ricevono i segnali, mentre un altro singolo ramo ha chiamato i passaggi di un assone il segnale sopra ad un'altra cella.

La spiegazione razionale originale dietro l'esperimento era di esaminare come i cambiamenti nell'attività sinaptica regolamentano la sintesi delle proteine in un dendrite, dice Sutton. Il suo primo esperimento era un punto di partenza per chiedere che cosa accade quando in primo luogo eliminiamo tutti i tipi di attività da una cella, in modo da potrebbe poi aggiungerlo indietro più successivamente incrementalmente ed osservare come questa ha pregiudicato la sintesi delle proteine in dendrites. “Così stavamo andando sul presupposto che la versione spontanea del glutammato--i minis--non avrebbe impatto, ma abbiamo voluto regolare formalmente questo fuori,„ dice.

Facendo uso di varie droghe, Sutton in primo luogo ha bloccato tutti i cosiddetti potenziali d'azione, un segnale elettrico nella cella d'invio che causa la versione del glutammato del neurotrasmettitore. Normalmente, una cella riceve le centinaia di segnali ogni secondo. Quando i potenziali d'azione sono bloccati, riceve soltanto i minis che arrivano a circa un segnale ogni secondo. Dopo ha bloccato sia il potenziale d'azione che la versione di tutti i minis. “Con la nostra sorpresa, la presenza o l'assenza di minis ha avuto un impatto molto grande su sintesi delle proteine in dendrites,„ dice. È risultato che i minis inibiscono la sintesi delle proteine, che è aumentato quando i minis sono stati bloccati. Più ulteriormente, dice Sutton, “sembra che i cambiamenti nell'attività sinaptica che sono necessari alterare la sintesi delle proteine in dendrites sia estremamente piccolo--un singolo pacchetto di glutammato è sufficiente.„

Sutton nota che è ampiamente accettato che la trasmissione sinaptica comprende la versione dei pacchetti del glutammato. Cioè un pacchetto determinato (chiamato una vescicola) rappresenta l'unità elementare della comunicazione sinaptica. “Questo è conosciuto come la natura “quantal„ della trasmissione sinaptica,„ dice, “ed ogni pacchetto si riferisce a come quantum. Lo studio dimostra, quindi, il punto sorprendente che la sintesi delle proteine in dendrites è estremamente sensibile ai cambiamenti nell'attività sinaptica anche quando quei cambiamenti rappresentano un singolo quantum del neurotrasmettitore.

“Poiché è così sensibile,„ dice Sutton, “c'è la possibilità che i minis forniscono informazioni sulle caratteristiche di una sinapsi data (per esempio, è il segnale grande o piccolo?) e che il postsinaptico o la cella di ricezione potrebbe usare questi informazioni per cambiare la composizione di quella sinapsi. E fa questa mediante il cambiamento del complemento delle proteine che localmente sono sintetizzate.„

La capacità di fare rapido più o meno proteine ad un sito sinaptico tiene conto i cambiamenti rapidi nella resistenza sinaptica. Infine, dice, questa abilità può essere alla base dello stoccaggio di memoria a lungo termine.

“È stupefacente a noi che questi segnali, lungamente considerati da molti “disturbo sinaptico, “abbia così impatto drammatico su sintesi delle proteine,„ dice Schuman. “Siamo eccitati dalla possibilità che i minis possono cambiare il paesaggio sinaptico locale. Capire la natura “del sensore„ intracellulare per questi eventi minuscoli ora è la grande domanda.„