دماغ البالغ لديه العديد من نقاط الاشتباك العصبي الصامت

الدماغ البالغ لديه الكثير من نقاط الاشتباك العصبي الصامت
يمتلك دماغ البالغ العديد من المشابك الصامتة - اكتشف باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن دماغ الفأر البالغ يحتوي على ملايين من المشابك العصبية الصامتة الموجودة على هياكل صغيرة تسمى فلوبوديا. الاعتمادات: الصورة: ديميترا فاردلاكي ومارك هارنيت

يمكن تفسير قدرة الدماغ البالغ على تكوين ذكريات جديدة وتلقي معلومات جديدة من خلال هذه الروابط غير الناضجة.

أظهر الباحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن هناك الملايين من "نقاط الاشتباك العصبي الصامت" في دماغ البالغين. يذكر أن هناك اتصالات غير ناضجة بين الخلايا العصبية التي تكون نائمة حتى يتم استدعاؤها للمساعدة في تكوين ذكريات جديدة.

حتى وقت قريب ، كان يُعتقد أن المشابك العصبية الصامتة موجودة فقط في المراحل الأولى من نمو الدماغ ، عندما تساعد الدماغ على امتصاص معلومات جديدة. لكن أحدث دراسة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجدت أن حوالي 30٪ من جميع نقاط الاشتباك العصبي في قشرة أدمغة الفئران البالغة صامتة.

وفقًا للباحثين ، فإن وجود هذه المشابك العصبية الصامتة قد يساهم في فهم كيف يمكن لدماغ البالغين أن يخلق باستمرار ذكريات جديدة ويتعلم معلومات جديدة دون الحاجة إلى استبدال المشابك التقليدية الموجودة بالفعل.

عندما يتم توفير معلومات جديدة مهمة ، يتم تقوية الروابط بين الخلايا العصبية ذات الصلة لأن هذه المشابك الصامتة تبحث بنشاط عن اتصالات جديدة. وفقًا للمؤلف الرئيسي للدراسة ، طالب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ديميترا فارداكي ، فإن هذا يمنع الدماغ من تغيير الذكريات المهمة الموجودة في نقاط الاشتباك العصبي الناضجة التي يصعب تعديلها.

المؤلف الرئيسي للورقة هو مارك هارنيت ، الأستاذ المشارك في علوم الدماغ والمعرفة في معهد ماكغفرن لأبحاث الدماغ التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. نُشر المقال في مجلة Nature.

المؤلف Kwanghun Chung يدرس الهندسة الكيميائية كأستاذ مساعد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
تم العثور على المشابك الصامتة في الغالب في أدمغة الفئران والحيوانات الأخرى النامية عندما حددها العلماء لأول مرة منذ عقود. يُعتقد أن هذه المشابك تساعد الدماغ على استيعاب الكمية الهائلة من المعلومات التي يحتاجها الأطفال الصغار للتعرف على بيئتهم وكيفية التفاعل معها. كان يعتقد أن هذه المشابك العصبية في الفئران تختفي بحلول الوقت الذي بلغوا فيه 12 يومًا.

من ناحية أخرى ، وفقًا لبعض علماء الأعصاب ، يمكن أن تستمر المشابك العصبية الصامتة في مرحلة البلوغ وتساعد في تكوين ذكريات جديدة. النماذج الحيوانية للإدمان ، التي يُفترض أنها حالة تعلم غير طبيعية في الأساس ، تقدم دليلاً على ذلك.

كما تم وضع نظرية من قبل ستيفانو فوسي ولاري أبوت من جامعة كولومبيا أن الخلايا العصبية يجب أن تعرض مجموعة متنوعة من آليات اللدونة المختلفة لشرح كيفية تعلم العقول بشكل فعال وتخزين المعلومات الجديدة في الذاكرة طويلة المدى. في هذه الحالة ، يجب أن تتشكل بعض نقاط الاشتباك العصبي أو تتغير بسرعة لتكوين ذكريات جديدة ، بينما يظل البعض الآخر أكثر استقرارًا ، مما يحافظ على الذكريات طويلة المدى.

من الواضح أن باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لم يشرعوا في البحث عن المشابك العصبية الصامتة. بدلاً من ذلك ، كانوا يحققون في نتيجة رائعة لتجربة سابقة في مختبر هارنيت. في هذه الدراسة ، أظهر الباحثون كيف يمكن للتشعبات معالجة المعلومات المتشابكة بشكل مختلف اعتمادًا على موقعها داخل خلية عصبية واحدة.

لتحديد ما إذا كان هذا يمكن أن يساعد في تفسير الاختلافات في سلوكهم ، حاول الباحثون قياس مستقبلات الناقل العصبي في مختلف الفروع التغصنية كجزء من هذه الدراسة. لقد حققوا ذلك باستخدام طريقة تُعرف باسم eMAP (تحليل البروتين المعزز للحفاظ على الحاتمة) التي أنشأها تشونغ. من خلال توسيع عينة الأنسجة فعليًا ووضع علامات على بروتينات معينة فيها ، يمكن للباحثين استخدام هذه الطريقة لإنتاج صور بدقة عالية للغاية.

أثناء إجراء هذا التصوير ، توصلوا إلى اكتشاف غير متوقع. وفقًا لهارنيت ، فإن أول شيء كان غير معتاد وغير متوقع هو وجود أرجل الخيط في كل مكان.

لوحظت من قبل نتوءات غشائية رقيقة تسمى أرجل الخيط تمتد من التشعبات ، لكن علماء الأعصاب لم يكونوا متأكدين من وظيفتها بالضبط. كان هذا جزئيًا بسبب صعوبة تصور وجود أرجل خيطية باستخدام طرق التصوير التقليدية نظرًا لصغر حجمها.

بعد هذا الاكتشاف ، استخدم فريق MIT تقنية eMAP للبحث عن أرجل خيطية في أجزاء أخرى من دماغ البالغين. والمثير للدهشة أنهم اكتشفوا مستوى أرجل خيطية في القشرة البصرية للفأر وأجزاء أخرى من الدماغ أعلى بعشر مرات مما لوحظ سابقًا. اكتشفوا أيضًا أن الفلوبودين يفتقر إلى مستقبلات AMPA ولكن لديه مستقبلات NMDA ، وهي مستقبلات ناقل عصبي.

كل من هذين النوعين من المستقبلات التي تربط الناقل العصبي الغلوتامات موجودان في المشبك النشط النموذجي. نظرًا لأن أيونات المغنيسيوم تحجب مستقبلات NMDA في إمكانات الراحة الطبيعية للخلايا العصبية ، تعمل مستقبلات NMDA عادةً جنبًا إلى جنب مع مستقبلات AMPA لنقل الإشارات. نتيجة لذلك ، يقال أن المشابك مع مستقبلات NMDA فقط "هادئة" في غياب مستقبلات AMPA لأنها لا تستطيع توصيل تيار كهربائي.

المصدر وقراءات إضافية: news.mit.edu/2022/silent-synapses-brain-1130

Günceleme: 04/12/2022 12:09

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz