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Os pesquisadores encontram plasticidade subjacente do mecanismo em cérebros adultos

Conexões neuronal novas tornando-se do broto dos cérebros constantemente chamadas sinapses como aprendem e recordam. As conexões importantes - essas que são introduzidas repetidamente, como como evitar o perigo - estão consolidadas e reforçadas, quando as conexões julgadas desnecessárias forem podadas afastado.

Os cérebros adultos submetem-se à poda similar, mas era obscura como ou porque as sinapses no cérebro adulto obtêm eliminadas.

Agora, uma equipe de pesquisadores de KAIST encontrou a plasticidade subjacente do mecanismo e, potencial, as desordens neurológicas em cérebros adultos. Publicaram seus resultados o 23 de dezembro na natureza.

Nossos resultados têm implicações profundas para nossa compreensão de como os circuitos neurais mudam durante a aprendizagem e a memória, assim como nas doenças. As mudanças no número da sinapse têm uma associação forte com a predominância de várias desordens neurológicas, tais como a desordem do espectro do autismo, a esquizofrenia, a demência frontotemporal, e os diversos formulários das apreensões.”

Chung Ganhado-Suk, autor de papel e professor adjunto, departamento das ciências biológicas, KAIST (instituto avançado de Coreia da ciência e da tecnologia)

A matéria cinzenta no cérebro contem o microglia e os astrocytes, duas pilhas complementares que, entre outras coisas, apoiam os neurônios e as sinapses. Microglial é uma defesa da imunidade da linha da frente, responsável para comer os micróbios patogénicos e pilhas inoperantes, e os astrocytes são as pilhas estrela-dadas forma que ajudam a estruturar o cérebro e a manter a homeostase ajudando controlar a sinalização entre os neurônios.

De acordo com o professor Chung, pensa-se geralmente que microglial coma sinapses como parte de seu esforço da limpeza em um processo conhecido como a fagocitose.

“Usando ferramentas novas, nós mostramos que, pela primeira vez, é astrocytes e não microglia que elimina constantemente conexões synaptic excitatory adultas excessivas e desnecessárias em resposta à actividade neuronal,” o professor Chung disse. “Nosso papel desafia o consenso geral neste campo que o microglia é os fagócito preliminares da sinapse que controlam números da sinapse no cérebro.”

O professor Chung e sua equipe desenvolveu um sensor molecular para detectar a eliminação da sinapse por pilhas glial e determinou como frequentemente e por que tipo de sinapses da pilha foi eliminado.

Igualmente distribuíram-no em um modelo sem o MEGF10, o gene do rato que permite que os astrocytes eliminem sinapses. Os animais adultos com esta fagocitose astrocytic defeituosa tinham aumentado raramente números excitatory da sinapse no hipocampo.

Com uma colaboração com Dr. Hyungju Parque em KBRI, mostraram que estas sinapses excitatory aumentadas estão danificadas funcional, que a aprendizagem das causas e a formação defeituosas da memória em MEGF10 suprimiram de animais.

“Com este processo, nós mostramos que, pelo menos na região CA1 hippocampal adulta, os astrocytes são o jogador principal em eliminar sinapses, e esta função astrocytic é essencial para o número de controlo da sinapse e plasticidade,” Chung disse.

O professor Chung notou que os pesquisadores estão começando somente a compreender como a eliminação da sinapse afecta a maturação e a homeostase no cérebro. Nos dados preliminares do seu grupo em outras regiões do cérebro, parece que cada região tem taxas diferentes de eliminação synaptic por astrocytes.

Suspeitam que uma variedade de factores internos e externos estão influenciando como os astrocytes modulam cada circuito e plano regionais para explicar estas variáveis.

“Nosso objetivo a longo prazo está compreendendo como o retorno astrocyte-negociado da sinapse afecta a iniciação e a progressão de várias desordens neurológicas,” o professor Chung disse. “É intrigante postular que isso a fagocitose astrocytic de modulação para restaurar a conectividade synaptic pode ser uma estratégia nova em tratar várias desordens do cérebro.”

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.