Přehlížený typ buňky organizuje převadění mozku během stavů zvýšené pozornosti

Vědci na Washington University School of Medicine v St. Louis zvýšili desetiletí staré dogma toho, jak se souvislosti mezi mozkovými buňkami přeuspořádají během stavů zvýšené bdělosti nebo pozornosti. Tým zjistil, že mozková chemikálie spojená s bdělostí, pozorností a učení mění konektivitu mozku a nefunguje nejednáním přímo na neurony, buňky známé pro jejich rychlý přenos informací, ale prostřednictvím práce astrocytů, další, pomalejší typ mozkové buňky, která je často přehlížena v oblasti neurovědy.

Objev, Publikováno v VědaZásadně mění současné porozumění determinantům komunikace a aktivity mozku. Rovněž vyžaduje větší zaměření na astrocyty jako terapeutické cíle při léčbě pozornosti, paměti a emocionálních poruch.

„Učebnice nám říkají, že neuromodulátory jako norepinefrin jemné ladění neurony Ve skutečnosti nám učebnice říkají, že všechno v mozku je o neuronech, “řekl Thomas Papouin, Ph.D., docent neurovědy ve Washu Medicine a vyšší autor studie.„ Zdá se, že mnoho mozkových zapojení a aktivity je pravděpodobně organizováno astrocyty, ve pomalejších časových obdobích. Toto je typ objevu, který hluboce přetváří naše chápání toho, jak mozek funguje. “

Od mozkové nástěnné doprovod do středu jeviště

Aby se mozek věnoval úkolům, které vyžadují pozornost, nebo reagovat na neočekávané podněty, jako je požární poplach, musí být schopen se znovu zapojit změnou toho, jak mozkové buňky komunikují. Tento proces je poháněn uvolňováním chemikálií známých jako neuromodulátory, včetně norepinefrinu, v mozku. Jak tyto neuromodulátory reorganizují komunikaci v mozku, je špatně pochopeno. Předpoklad za posledních 80 let byl to, že neuromodulátorové chemikálie působí na neurony.

Mezitím bylo prokázáno, že po dobu nejméně 30 let se astrocyty kontaktují a interagují se synapsími, což jsou specializované struktury, kde neurony navzájem komunikují. Vědci již dlouho měli podezření, že astrocyty mají potenciál přeskupovat komunikaci mezi neurony, a proto tok informací v mozku.

Vzhledem k jejich velmi jemnému a rozlehlému tvaru jsou tyto buňky ideálně umístěny tak, aby monitorovaly a detekovaly neuromodulátory, jako je norepinefrin. „Chtěli jsme vyzkoušet myšlenku, že možná neuromodulace synapsí norepinefrinem je astrocyt Obchod, “řekl Papouin.

Za tímto účelem Papouin a jeho tým stimulovali sekreci norepinefrinu z myši mozkové buňky nebo exponované plátky mozku myši norepinefrinu a zjistily, že norepinefrin oslabil spojení mezi neurony, jak je známo po desetiletí. Vědci však zjistili, že norepinefrin také spustil aktivitu mezi okolními astrocyty. Jakmile byly spuštěny norepinefrinem, astrocyty vytvořily druhou chemickou látku, kterou uvolnily na synapsy, což způsobilo tlumení aktivity synapse.

I když byla odstraněna schopnost neuronů přímo vnímat norepinefrin, norepinefrin byl stále schopen uspořádat neuronální spojení. Když byla schopnost astrocytů vnímat nebo reagovat na norepinefrin vzato offline, na druhé straně byl norepinefrin schopen reorganizovat neuronální konektivitu.

Jejich zjištění naznačují, že neuromodulátory, jako jsou norepinefrin, přeskupují neuronální spojení v mozku signalizací prostřednictvím astrocytů spíše než přímo na neurony.

Výsledky také naznačují, že cílení na astrocyty by mohly být účinným způsobem, jak přetvořit mozkovou aktivitu k potenciální léčbě poruch mozku. Papouinův tým se začal dívat na stávající drogy, u nichž se předpokládá, že jednají na neurony, aby zjistili, zda vyžadují, aby astrocyty byly účinné. Pokud ano, možná by mohly být astrocyty zaměřeny přímo na terapeutické účely.

„Existuje tolik drog, které zasahují Norepinefrin Signalizace v mozku, zejména při léčbě ADHD nebo deprese. Zajímalo by mě, kolik z nich vyžaduje astrocyty upravit aktivita mozku“řekl Papouin.