Neurony používají jednoduchou fyziku k udržení svých spojení, ale tyto procesy se mění u Alzheimerových pacientů

Vědci z Auburn University odhalili základní princip toho, jak mozkové buňky zůstávají spojeny, a jejich objev by mohl změnit, jak rozumíme Alzheimerově chorobě. Publikováno v Buněčné zprávytento studie odhaluje, že neurony – buňky, které tvoří náš mozek – používají jednoduchou fyziku pro udržení jejich spojení a že tyto procesy se mění u Alzheimerových pacientů.

Po celá desetiletí vědci přemýšleli, jak mozkové buňky Buďte v kontaktu navzájem, i když aktivně neposílají signály. Dr. Michael W. Gramlich a jeho tým na Auburn University nyní poskytli odpověď pomocí fyziky k vysvětlení tohoto procesu poprvé.

„Zjistili jsme, že neurony používají typ přirozené síly založené na entropii – jako neviditelné lepidlo – aby udrželi své spojení silné,“ řekl Dr. Gramlich. „A když tento proces přestane správně fungovat, může to být časná známka Alzheimerovy choroby.“

Představte si město, kde všechna semafory vždy fungují a udržují auta efektivně v pohybu. Nyní si představte, co se stane, když některá z těchto světel – hromadí se, dochází k zpomalení provozu a chaos. To je podobné tomu, co se děje v mozku, když neurony nedokážou udržovat své spojení v raných stádiích AD. Ve zdravém mozku zůstávají neurony spojeny pomocí specifických molekulárních pravidel, i když jsou v klidu. U Alzheimerovy choroby se však tato spojení začnou rozpadat, což vede ke ztrátě paměti a kognitivnímu poklesu.

Gramlichova tým zjistil, že neurony udržují specifickou hustotu objektů zvaných vezikuly, aby tyto klíčové spojení zachovaly. Pomocí pokročilých mikroskopů a počítačových modelů zjistili, že hustší jsou tyto vezikuly, čím silnější je spojení mezi neurony. Výsledky také naznačují, že neurony používají hustotu vezikul jako způsob, jak také zvýšit nebo snížit spojení.

Průlom v porozumění Alzheimerově chorobě

Jedním z nejzajímavějších nálezů této studie je, že změny v těchto neuronálních spojeních by mohly být včasným varovným příznakem Alzheimerovy choroby. Výzkumný tým zjistil, že v mozcích postižených Alzheimerovou chorobou je hustota váčků výrazně změněna a narušuje schopnost mozku komunikovat. Zatímco minulé výzkumné týmy se zaměřily na biologický základ Alzheimerovy choroby, tato studie ukazuje, že použití použití Základní fyzika V kombinaci s biologií může poskytnout novou cestu dopředu k řešení problému Alzheimerovy choroby.

„Tento objev nám dává nový způsob, jak přemýšlet o Alzheimerově chorobě,“ řekl Dr. Gramlich. „Pokud dokážeme najít způsoby, jak tyto spojení obnovit, můžeme být schopni zpomalit nebo dokonce zabránit některým škodám způsobeným nemocí.“

Tato studie byla výsledkem úsilí o spolupráci na Auburn University, s příspěvky Dr. Mirandy Reedové a postgraduálního studenta Paxtona Wilsona spolu se třemi vysokoškolskými studenty. Jejich práce nejen zvyšuje naše chápání funkce mozku, ale také otevírá dveře pro nové ošetření, které by mohly milionům lidí pomoci po celém světě.

Zjištění tohoto výzkumu by mohla mít dalekosáhlé důsledky a potenciálně ovlivňovat budoucí léčbu neurodegenerativních onemocnění. Odhalením jak neurony Udržujte své spojení, vědci mají nyní nový cíl pro terapie zaměřené na udržení zdravého mozku, jak stárneme. Tato práce staví na předchozích úspěšných studiích spolupráce o základních molekulárních a fyzické procesy To vedlo k Alzheimerově chorobě a demenci.