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A pesquisa sugere que o cérebro seja um órgão muito mais sensível do que percebido originalmente, sensível ao mais minúsculo de sinais químicos

O cérebro é um órgão maddeningly complexo para que os cientistas compreendam. Nenhuma suposição pode permanecer indiscutível, nenhum dado tomado como dado.

Tomada “minis” por exemplo. Isto é, eventos synaptic excitatory diminutos. O lugar onde os neurônios se comunicam um com o otro é a sinapse, a diferença minúscula entre as extremidades de fibras de nervo. Isso é o lugar aonde uma pilha de nervo sinaliza outra segregando os produtos químicos especiais chamados os neurotransmissor, que saltam a diferença. A sinapse, e sua capacidade para reforçar e enfraquecer-se, são provavelmente no centro da aprendizagem e da memória. Minis, meros únicos, pacotes minúsculos de neurotransmissor, foi pensado sempre para não ter nenhum significado biológico, nada mais do que o “ruído,” ou a vibração do fundo que não jogaram nenhum papel na formação de uma memória. Minis, era pensamento, podia com segurança ser ignorado.

Talvez não, diz Mike Sutton, um erudito pos-doctoral no laboratório de Erin Schuman, um professor adjunto da biologia no Instituto de Tecnologia de Califórnia, e em um investigador do associado para o Howard Hughes Medical Institute. Sutton, Schuman, e relatório da parede e do Girish Aakalu de Nicholas dos colegas que pelo contrário, minis pode jogar um papel importante na síntese de regulamento da proteína no cérebro. Mais, seu trabalho sugere que o cérebro seja um órgão muito mais sensível do que percebido originalmente, sensível ao mais minúsculo de sinais químicos. Seu relatório aparece na introdução do 25 de junho da ciência do jornal.

Originalmente, Sutton e outros não olhava minis de todo, mas na síntese da proteína, o processo com que pilhas monta ácidos aminados em proteínas de acordo com a informação genética contida dentro do ADN dessa pilha. As proteínas são os laboriosos do corpo, e são exigidas para a estrutura, a função, e o regulamento das pilhas, dos tecidos, e dos órgãos. Cada proteína tem uma função original.

Um neurônio é compor dos ramos como uma árvore que estendem do corpo de pilha. Os ramos numerosos chamados dendrites contêm as sinapses numerosas que recebem sinais, quando um outro único ramo chamou passagens de um axónio o sinal sobre a uma outra pilha.

A base racional original atrás da experiência era examinar como as mudanças na actividade synaptic regulam a síntese da proteína em uma dendrite, diz Sutton. Sua primeira experiência era um ponto de partida para perguntar o que acontece quando nós removemos primeiramente todos os tipos de actividade de uma pilha, assim que poderia então adicioná-la para trás mais tarde incremental e observar como esta afectou a síntese da proteína nas dendrites. “Assim nós estávamos indo na suposição que a liberação espontânea do glutamato--os minis--não teria nenhum impacto, mas nós quisemos ordenar formalmente para fora este,” diz.

Usando diversas drogas diferentes, Sutton obstruiu primeiramente todos os potenciais de acção assim chamados, um sinal elétrico na pilha de emissão que causa a liberação do glutamato do neurotransmissor. Normalmente, uma pilha recebe centenas de sinais cada segundo. Quando os potenciais de acção são obstruídos, recebe somente os minis que chegam aproximadamente um sinal cada segundo. Em seguida obstruiu o potencial de acção e a liberação de todos os minis. “A nossa surpresa, à presença ou à ausência de minis teve um impacto muito grande na síntese da proteína nas dendrites,” diz. Despejou que os minis inibem a síntese da proteína, que aumentou quando os minis foram obstruídos. Mais, diz Sutton, “parece que as mudanças na actividade synaptic que são necessários alterar a síntese da proteína nas dendrites seja extremamente pequeno--um único pacote do glutamato é suficiente.”

Sutton nota que se aceita extensamente que a transmissão synaptic envolve a liberação de pacotes do glutamato. Isto é, um pacote individual (chamado uma vesícula) representa a unidade elementar de uma comunicação synaptic. “Isto é sabido como natureza “quantal a” da transmissão synaptic,” diz, “e cada pacote é referido como um quantum. O estudo demonstra, a seguir, o ponto surpreendente que a síntese da proteína nas dendrites é extremamente sensível às mudanças na actividade synaptic mesmo quando aquelas mudanças representam um único quantum do neurotransmissor.

“Porque é tão sensível,” diz Sutton, “há a possibilidade que os minis fornecem a informação sobre as características de uma sinapse dada (por exemplo, é o sinal grande ou pequeno?), e que o postsynaptic ou a pilha de recepção pôde usar esta informação para mudar a composição dessa sinapse. E faz esta mudando o complemento de proteínas que são sintetizadas localmente.”

A capacidade para fazer ràpida mais ou menos proteínas em um local synaptic permite mudanças rápidas na força synaptic. Finalmente, diz, esta capacidade pode ser a base do armazenamento da memória a longo prazo.

“É surpreendente a nós que estes sinais, considerados por muito tempo por muitos como “o ruído synaptic, “tenha um impacto tão dramático na síntese da proteína,” diz Schuman. “Nós somos entusiasmado pela possibilidade que os minis podem mudar a paisagem synaptic local. Figurar para fora a natureza do “sensor intracelular” para estes eventos minúsculos é agora a pergunta grande.”