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“Il rumore di fondo„ nelle guide della neurotrasmissione tiene le connessioni di nervo giovani

I neuroni comunicano attraverso i segnali elettrici rapidi che regolamentano la versione dei neurotrasmettitori, i messaggeri chimici del cervello. Trasmesso una volta attraverso un neurone, i segnali elettrici causano la giuntura con un altro neurone, conosciuto come una sinapsi, per rilasciare le goccioline riempite di neurotrasmettitori che comunicano le informazioni sopra al neurone seguente. Questo tipo di comunicazione del neurone--neurone è conosciuto come neurotrasmissione evocata.

Tuttavia, alcune goccioline confezionate neurotrasmettitore sono rilasciate alla sinapsi anche in assenza degli impulsi elettrici. Questi eventi miniatura della versione -- o minis -- lungamente sono stati considerati 'il rumore di fondo.„

Brian McCabe, Direttore del laboratorio della genetica e malattia neurali ed il professor nel cervello di EPFL si occupa dell'istituto

Ma parecchi studi hanno suggerito che i minis avessero una funzione -- ed importante. Nel 2014, per esempio, McCabe ed il suo gruppo hanno indicato che i minis sono importanti per lo sviluppo delle sinapsi. Se i neuroni nel cervello fossero una rete dei computer, le versioni evocate sarebbero pacchetti di dati con cui i commputer scambiano le informazioni, mentre i minis sarebbero ping -- brevi segnali elettronici che determinano se c'è una connessione fra due computer, McCabe dice. “Minis è i ping che l'uso dei neuroni dirmi “sono connesso. “„

Per valutare se i minis potrebbero svolgere un ruolo nel sistema nervoso maturo, Soumya Banerjee, un postdoc nel gruppo di McCabe ed i suoi colleghi precisano per studiare un insieme dei neuroni che gestiscono il movimento nelle mosche di frutta. Mentre gli insetti sono invecchiato, le loro sinapsi hanno cominciato allo smembramento nei più piccoli frammenti, i ricercatori trovati. (Il simile trattamento di A si presenta nei mammiferi di invecchiamento, compreso la gente.) Mentre le giunzioni del nervo suddivise, sia la neurotrasmissione evocata che miniatura sono state inumidite e le mosche hanno mostrato i problemi del motore quale una capacità diminuita di scalare le pareti di una fiala di plastica.

Dopo, il gruppo ha valutato gli effetti della stimolazione o di inibizione della neurotrasmissione evocata e miniatura. Quando entrambi i tipi di neurotrasmissioni sono stati bloccati, le sinapsi sono invecchiato prematuramente, suggerendo che durante l'invecchiamento o nelle malattie neurologiche connesse con la vecchiaia, i cambiamenti nella neurotrasmissione accadessero prima che le sinapsi cominciassero sbriciolarsi. Questa individuazione, McCabe dice, capovolge un'idea di lunga durata in neuroscienza. “L'idea lungamente è stata che la struttura della sinapsi riparte e che le cause un cambiamento funzionale nella sinapsi, ma noi abbiamo trovato è l'altro modo intorno,„ dice.

La neurotrasmissione evocata di stimolazione da solo non ha avuta effetto sulle sinapsi di invecchiamento, i ricercatori trovati. Tuttavia, aumentare la frequenza dei minis ha tenuto le sinapsi intatte ed ha conservato l'abilità del motore delle mosche di mezza età ai livelli comparabili a quelli di giovani mosche. “L'abilità del motore diminuisce in tutti gli animali di invecchiamento, compreso gli esseri umani, in modo da era una sorpresa deliziosa per vedere che potremmo cambiare quello,„ McCabe dice.

I risultati, pubblicati nelle comunicazioni della natura, hanno potuto avere implicazioni importanti per le sanità: i minis sono stati trovati ad ogni tipo di sinapsi studiato finora ed i difetti nella neurotrasmissione miniatura sono stati collegati ad intervallo dei disordini neurodevelopmental in bambini. Capendo come una riduzione della neurotrasmissione miniatura cambia la struttura delle sinapsi e come quella a sua volta pregiudica il comportamento, potrebbe contribuire a capire meglio i disordini neurodegenerative ed altri stati del cervello.

Source:
Journal reference:

Banerjee, S., et al. (2021) Miniature neurotransmission is required to maintain Drosophila synaptic structures during ageing. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-021-24490-1.