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L'étude vérifie comment les neurones construisent des synapses avec de différentes forces

Les descriptions du poste pour les milliers de types de neurones dans le cerveau comprennent type un fonctionnement courant : relâchez les neurotransmetteurs appelées de produits chimiques pour communiquer en travers des synapses appelées de liens de circuit.

Dans une étude neuve financée par les instituts de la santé nationaux, le laboratoire de professeur Troie Littleton de MIT recherchera à comprendre comment les neurones construisent des synapses avec de différentes forces, une variété qui peut être principale à la diversité de transmission neurale.

Littleton, professeur de Menicon de la neurologie dans l'institut de Picower pour apprendre et mémoire et les Services de Biologie et le cerveau et les sciences cognitives au MIT, a indiqué que les découvertes pourraient augmenter la compréhension des scientifiques de la façon dont les circuits neuraux se développent et changent pour réfléchir apprendre et pour remarquer - une plasticité appelée de phénomène - et pourraient également proposer des voies de régler la force synaptique quand elle est atypique dans les troubles tels que l'autisme ou l'invalidité intellectuelle.

Utilisant les neurones que le contrôle muscles dans la mouche à fruit de drosophile, l'étude se concentrera sur « les zones actives » (AZs), qui sont des structures neurales minuscules qui activent le desserrage des neurotransmetteurs en travers de chaque synapse. Les mouches fournissent un modèle simple, Littleton a dit, qui peut aider à élucider beaucoup de facteurs fondamentaux affectant la force d'AZ qui sont également au jeu dans les neurones d'autres animaux, y compris des mammifères.

En comprenant les règles dans un modèle simple aimez la drosophile qui aident à définir quand une synapse est intense ou faible nous permet de voir ces principes en tant qu'éléments principaux de la façon dont les neurones règlent la croissance et développement synaptique. Selon avec lesquels de ces facteurs un neurone modifie ou joue autour, il est susceptible de pouvoir rendre des synapses plus intenses ou plus faibles dans les configurations très différentes. »

Littleton de troy, professeur de Menicon, neurologie, l'institut de Picower pour apprendre et mémoire, Services de Biologie et cerveau et sciences cognitives, MIT

Pendant le développement larvaire les neurones établissent des centaines d'AZs. Dans une étude 2018, le laboratoire de Littleton a constaté qu'AZs varient considérablement dans leur force : Neurotransmetteurs de desserrage d'environ 10 pour cent pas moins 50 fois de plus souvent que la majorité de plus faibles synapses. Les chercheurs ont également constaté que l'AZs le plus intense étaient type celui qui a eu la plupart d'heure de développer et accumuler leurs beaucoup de synthons de protéine.

Dans l'étude neuve, qui fournira presque $1,9 millions sur cinq ans, l'équipe apprendra comment ces zones actives obtiennent établies point par point hors de plus que douzaine protéines différentes qui obtiennent à différents stades de développement.

Puisque d'AZs de l'accumulation apparemment plus grande et plus intense que d'autres, Littleton compare le procédé à la construction d'un grand choix de maisons dans un voisinage--de grandes maisons à quatre chambes à de petites maisons de ville.

L'étude neuve, y compris le travail préliminaire l'équipe a fait avec le soutien des fonds d'innovation d'institut de Picower, aidera à expliquer comment chaque genre de structure apparaît, dans leur abondance relative, dans la même cellule.

Dans un ensemble d'expériences, par exemple, son équipe étudiera si toute l'alimentation en matériaux de construction - les protéines variées - est une limitation sur combien AZs peut mûrir à la pleine force avant que le développement cesse (c.-à-d. peut-être eux n'obtiennent pas assez de bois de charpente ou de clous pour encadrer entièrement la maison à temps). Les scientifiques vérifieront cela, par exemple, avec les manipulations génétiques qui changent la quantité de protéines principales produites.

Par la représentation les protéines pendant qu'elles s'accumulent et par l'examen dedans sur le même AZs jour après jour, une technique que le laboratoire emploie « la représentation intravital appelée, » elles peuvent voir comment la disponibilité changeante de protéine change la construction d'AZs dans un neurone.

Dans un autre ensemble d'expériences, l'équipe vérifiera si un certain AZs sont meilleur que d'autres à acquérir l'alimentation matérielle procurable et à la mettre à l'utilisation (c.-à-d. certains peuvent avoir plus de charpentiers que d'autres pour effectuer la meilleure utilisation des clous et du bois de charpente procurables).

Et pour comprendre mieux comment le procédé de construction pourrait fonctionner chez les animaux long-vécus comme des mammifères, où des matériaux de protéine doivent non seulement être recueillis mais également mis à jour et remontés, ils prolongeront artificiellement l'étape larvaire des mouches.

Dans un troisième ensemble de tests ils examineront la caisse de deux types de neurones que chacun branche aux mêmes muscles de mouche mais exercent le contrôle dans différentes voies. Bien que chaque type fonctionne à côté de relâcher la même neurotransmetteur, glutamate appelé, petits mais continuels de glutamate desserrage de caractéristique « tonique » de neurones, alors que les cellules « phasiques » relâchent plus intense, mais plus de temps en temps, paquets d'impulsions.

L'étude examinera comment le développement d'AZ diffère, par exemple, en raison des différences dans l'expression du gène pour introduire le fonctionnement différent de ces derniers les cellules autrement assimilées.

En tout, leur objectif sera de déterminer comment les neurones établissent leurs différents capacités et types de lien et transmission.