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I ricercatori trovano la plasticità di fondo del meccanismo in cervelli adulti

Connessioni di un neurone di sviluppo del germoglio dei cervelli costantemente nuove chiamate sinapsi come imparano e si ricordano. Le connessioni importanti - quelle che siano presentate ripetutamente, come come evitare il pericolo - sono consolidate e rinforzate, mentre le connessioni reputate inutili sono potate via.

I cervelli adulti subiscono la simile potatura, ma era poco chiara come o perché le sinapsi nel cervello adulto ottengono eliminate.

Ora, un gruppo dei ricercatori di KAIST ha trovato la plasticità di fondo del meccanismo e, potenzialmente, i disordini neurologici in cervelli adulti. Hanno pubblicato i loro risultati il 23 dicembre in natura.

I nostri risultati hanno implicazioni profonde per la nostra comprensione di come i circuiti neurali cambiano durante l'apprendimento e la memoria come pure nelle malattie. I cambiamenti nel numero della sinapsi hanno una forte associazione con la prevalenza di vari disordini neurologici, quali disordine di spettro di autismo, la schizofrenia, la demenza frontotemporal e parecchi moduli degli attacchi.„

Chung Estratto-Suk, autore di carta e assistente universitario, dipartimento delle scienze biologiche, KAIST (istituto avanzato della Corea di scienza e tecnologia)

La materia grigia nel cervello contiene il microglia ed i astrocytes, due celle complementari che, tra l'altro, supportano i neuroni e le sinapsi. Microglial è una difesa di immunità di linea di battaglia, responsabile del cibo gli agenti patogeni e delle celle morte ed i astrocytes sono celle a forma di stella che contribuiscono a strutturare il cervello ed a mantenere l'omeostasi contribuendo a gestire la segnalazione fra i neuroni.

Secondo il professor Chung, è pensato generalmente che microglial mangi le sinapsi come componente del suo sforzo di pulizia in un trattamento conosciuto come la fagocitosi.

“Facendo uso degli strumenti novelli, indichiamo che, per la prima volta, è astrocytes e non microglia che elimina costantemente le eccessive e connessioni sinaptiche eccitanti adulte inutili in risposta ad attività di un neurone,„ il professor Chung ha detto. “Il nostro documento sfida il consenso generale in materia che il microglia è i fagociti primari della sinapsi che gestiscono i numeri della sinapsi nel cervello.„

Il professor Chung ed il suo gruppo ha sviluppato un sensore molecolare per individuare l'eliminazione della sinapsi dalle celle glial ed ha quantificato ogni quanto tempo e da quale tipo di sinapsi delle cellule si è eliminato.

Egualmente lo hanno spiegato in un modello senza MEGF10, il gene del mouse che permette che i astrocytes eliminino le sinapsi. Gli animali adulti con questa fagocitosi astrocytic difettosa avevano aumentato insolitamente i numeri eccitanti della sinapsi nell'ippocampo.

Con una collaborazione con il Dott. Hyungju Park a KBRI, hanno indicato che queste sinapsi eccitanti aumentate sono alterate dal punto di vista funzionale, che l'apprendimento di cause e la formazione difettosi di memoria in MEGF10 hanno cancellato gli animali.

“Con questo trattamento, indichiamo che, almeno nella regione hippocampal adulta CA1, i astrocytes sono il giocatore principale nell'eliminazione delle sinapsi e questa funzione astrocytic è essenziale per il numero gestente della sinapsi e plasticità,„ Chung ha detto.

Il professor Chung ha notato che i ricercatori stanno cominciando soltanto a capire come l'eliminazione della sinapsi pregiudica la maturazione e l'omeostasi nel cervello. Nei dati preliminari del suo gruppo in altre regioni del cervello, sembra che ogni regione abbia tariffe differenti dell'eliminazione sinaptica dai astrocytes.

Sospettano che vari fattori interni ed esterni stanno influenzando come i astrocytes modulano ogni circuito e pianificazione regionali per delucidare queste variabili.

“Il nostro scopo a lungo termine sta capendo come il volume d'affari astrocyte-mediato della sinapsi pregiudica l'inizio e la progressione di vari disordini neurologici,„ il professor Chung ha detto. “È intrigante postulare che quello la fagocitosi astrocytic di modulazione per riparare la connettività sinaptica può essere una strategia novella nel trattamento dei disordini vari del cervello.„

Source:
Journal reference:

Lee, J-H., et al. (2020) Astrocytes phagocytose adult hippocampal synapses for circuit homeostasis. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-03060-3.