Turinys:
- Smegenų veiklos perjungimo jungiklis
- Molekulės, kurios tarpininkauja pranešimui
- Kiekybinis, bet ankstyvas žingsnis
Smegenys yra tiksli priemonė. Jo funkcija priklauso nuo smulkiai kalibruoto elektrinio aktyvumo, sukeliančio cheminių pranešimų išleidimą tarp neuronų.
Bet kartais smegenų kruopšta pusiausvyra išjudinta iš kontrolės, kaip ir epilepsija. Elektroencefalografija arba EEG vaizduoja smegenų elektrinį aktyvumą ir gali atskleisti, kaip epilepsijos priepuoliai skiriasi nuo nuspėjamos tipinės smegenų veiklos bangos.
Tačiau medicinoje vis dar trūksta epilepsijos sprendimo. Yra ribota galimybė numatyti konfiskavimą ir jokio būdo įsikišti netgi tada, kai galite numatyti. Nors vaistai yra prieinami žmonėms, sergantiems epilepsija, jie yra kupini šalutinių poveikių, ir jie neveikia visiems.
Dirbdamas su problema mano neurologijos laboratorijoje, kai nustojau įsivaizduoti, kaip baisu tai gali būti gyventi su smegenimis iš kontrolės, tokiu būdu tai tikrai skatina mane. Ar gali būti būdas užkirsti kelią nugriauti šių neuronų kontrolę? Sutelkiau dėmesį į tai, kaip tam tikras skyrius kiekvienoje smegenų ląstelėje gali padėti mums tai padaryti.
Smegenų veiklos perjungimo jungiklis
Nuo tada, kai buvau universiteto studentas, mane sužavėjo dalis neurono, vadinamo axon pradiniu segmentu. Kiekviename neurone yra šis nedidelis skyrius. Ten, kur neuronas „nusprendžia“ ugnies elektros signalą, siunčia cheminę žinutę į kitą langelį.
Čia yra specializuotų ryšių, galinčių valdyti galingą valdymą; jie gali nepaisyti savo „sprendimo“ apie šaudymą. Šis kontrolės mechanizmas egzistuoja smegenų veiklos organizavimui arba modeliavimui - reikalavimas daugeliui mūsų elgesio.
Pavyzdžiui, norint užmigti, jūsų smegenų veikla turi nusileisti į lėtą virpesį. Priešingai, staiga koncentracija į problemą reikalauja, kad modelis pasiektų spartų svyravimą. Nesugebėjimas gaminti ir reguliuoti šių smegenų veiklos modelių buvo susijęs su daugeliu smegenų sutrikimų.
Kai daugelio neuronų ašiniai pradiniai segmentai tuo pačiu metu gauna garso slopinimo signalą, tai lemia EEG bangų modelio lovelį. Tai reiškia, kad jis tylina smegenų veiklą, o tai normaliomis sąlygomis būtų naudinga judant tarp atsipalaidavusių miego ir miego būsenų.
Jei tyrėjai galėtų panaudoti šių slopinamųjų jungčių galią, galbūt galime iš naujo nustatyti smegenų veiklos modelį. Tai gali būti būdas nugriauti kontrolę epilepsijos smegenyse.
Molekulės, kurios tarpininkauja pranešimui
Norėdamas pradėti suprasti, kaip reguliuoti pradinę „axon“ segmento galią, mano kolegos ir aš pirmiausia turėjo suprasti molekulines partnerystes šiuose ryšiuose. Norint, kad „axon“ pradiniame segmente veiktų slopinimas, reikia turėti reikiamą įrangą signalui priimti. Jei yra smegenų slopinimas, ši įranga yra GABA A receptorius.
Su bendradarbiais Hansu Maricu ir Hermanu Schindelinu nustatėme glaudų ir išskirtinę partnerystę tarp dviejų baltymų - GABA A receptoriaus α2 subvieneto ir kollibistino. Išsiaiškinus glaudų ryšį tarp šių dviejų molekulių atsakoma į kai kuriuos atvirus klausimus apie tai, kaip gali būti sąveikaujama su baltymų slopinančiais kontaktais. Mes žinojome, kad GABA A receptoriaus α2 subvienetas randamas pradiniame pradžioje, tačiau mokslininkai nesuprato, kaip jis ten patenka arba yra ten. Kollybistinas gali būti raktas.
Taigi dabar mes manėme, kad šie du baltymai galėtų dirbti kartu su pradiniu „axon“ segmentu. Norėdamas jį toliau, mano postdoktoriaus mentorius Steponas Mossas ir aš norėjau suprasti, kokią įtaką tai gali turėti pradiniam „axon“ segmento ryšiui ir galiausiai, kaip veikia smegenys. Norint tai suprasti, sukūrėme genetinę mutaciją, dėl kurios abu baltymai negalėjo prisijungti.
Pelės, turinčios šią mutaciją, neuronai iš tikrųjų prarado inhibicines jungtis į pradinį pradinio posūkio segmentą. Slopinamosios sąsajos su kitomis smegenų ląstelių dalimis išliko nepaliestos, dar kartą patvirtindamos mintį, kad ši baltymų partnerystė yra išskirtinė ir ypač svarbi pradiniame pradžioje.
Pelės, turinčios šią mutaciją, vystymosi metu patiria traukulius. Kai jie auga į suaugusiuosius, šios pelės nebėra elgsenos požymių. Kai kurioms vaikų epilepsijos formoms vaikai taip pat gali „išaugti“ jų traukulius. Taigi ši mutacija yra labai vertinga teikiant galimą žmogaus vaikų epilepsijos modelį. Tikimės, kad tai padės mums geriau suprasti, kas vyksta smegenyse epilepsijos metu, taip pat kurti ir išbandyti geresnes terapijas, pavyzdžiui, AstraZeneca sukurtą selektyvųjį junginį, kurio mokslininkai taip pat prisidėjo prie šio projekto.
Kiekybinis, bet ankstyvas žingsnis
Neurologai jau seniai spekuliavo apie GABA A receptoriaus ir kollibistino partnerystę. Dabar mūsų rezultatai, paskelbti neseniai „Nature Communications“, nustatykite jį kiekybiškai.
Nors žinome GABA A receptorius, kurie reaguoja į neurotransmiterį GABA, kontroliuoja slopinančią signalizaciją, tačiau vis dar išsiaiškiname, kaip tai veikia. GABA signalizacija yra įvairi, su įvairiais ryšio tipais, kurie turi aiškią kontrolę ląstelių šaudymui - kažkas, ką turime dirbti, kad suprastume. Be to, GABA signalizacijos sutrikimas yra susijęs su daugeliu kitų smegenų sutrikimų, be to, yra epilepsija.
Pagrindinis šio tyrimo tikslas - sukurti gydymo būdus, kurie galėtų kontroliuoti blokuojančias jungtis pradiniame „axon“ segmente. Mes norėtume būti atsakingi už šį jungiklį, galintį išjungti nekontroliuojamą neuroninį šaudymą, matomą epilepsijos priepuolio metu.
Aš įsivaizduoju gyvenimą su epilepsija, ir aš taip pat įsivaizduoju gyvenimą be jo.
Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Rochelle Hines pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.
Senovės „dramblio paukščio“ smegenų tyrimas atskleidžia clues apie senąjį Madagaskarą
Žmonės daug nežino apie dramblio paukštį, ir netgi tai gali būti neteisinga. Iš iškastinio įrašo matyti, kad šie išnykę tvariniai buvo 10 pėdų aukščio ir gyveno kartu su žmonėmis. Dabar, pagal tyrimą „Karaliaus draugijos B darbas“, mes žinome, kad jie praktiškai buvo akli ir gyveno tamsoje.
Šalia naujo dokumento. „Užuot visiškai atsiskyręs tarp smegenų ir nugaros smegenų,“ rašė jis, „dabar atrodo, kad daugelis žmonių sugeba atgauti sugebėjimą kontroliuoti savo paralyžiuotas galūnes ir netgi vėl eiti per naujovišką stuburo stimuliacijos ir reabilitacijos praktiką.“
Tas faktas, kad pacientų gebėjimas kontroliuoti judėjimą tęsėsi net po gydymo, jis tęsė: „rodo, kad ši stimuliacija kartu su reabilitacija iš tikrųjų padeda nukreipti plastiškumą ir nervų sistemos gijimą aplink žalą“. Kitaip tariant, „Courtine“ ir jo komanda buvo pasiekusi, naudodama pora gerai suplanuotų žaibų, kas jau seniai buvo neįmanoma.
Būti Braveriu gali būti skatinamas vienos smegenų dalies skatinimas
Penktadienį išleistame tyrime „Nature Communications“ tyrėjai iš Švedijos Uppsalos universiteto ir Brazilijos federalinio Rio Grande universiteto atskleidė, kad hipokampe palaidotų ląstelių grupė atlieka pagrindinį vaidmenį priimant sprendimą pabėgti ar susidurti su mūsų baimėmis. Ląstelės vadinamos OLM interneuronais.