研究人员识别途径,从而从可塑性转变为稳定性

俄勒冈州研究人员识别从稳定性的可塑性转变大脑的途径
星形胶质细胞是支持神经电路结构和功能的星形细胞。在这种幼虫果蝇的光学显微镜图像中,幼虫(从鸡蛋孵化后8小时),单个星形胶质细胞以不同的颜色荧光标记。星形胶质细胞瓷砖的神经系统支持幼虫运动所需的不同神经元。该研究是在俄勒冈大学完成的。信用:莎拉阿克曼

研究人员正在探索果蝇中枢神经系统的发育过程,他们发现了将大脑从高度可塑性转变为不那么具有可塑性的成熟状态的非电细胞。

领导这项研究的俄勒冈大学博士后研究员莎拉·阿克曼(Sarah Ackerman)说,这些因其星形形状而被称为星形胶质细胞的细胞和相关基因最终可能成为治疗靶点。

“全部我看到的信号传导途径在人类中存在,“Ackerman说。”我鉴定的两种基因是与神经发育障碍有关的易感基因,包括自闭症和精神分裂症。“

未能关闭所谓的大脑可塑性在发展中,当学习迅速发生并帮助培养大脑时,她补充说,也与癫痫有关。

该发现详述于4月7日在线在线发布的论文自然。该研究是在共同作者Chris Doe的神经科学实验室研究所完成的,霍华德休斯医学院调查员和UO生物部教授。

星形胶质细胞是在中枢神经系统中发现大量。它们根据大脑和脊髓的哪个区域发挥不同的角色。他们是,Ackerman说,“突触的监护人在确保其形成和后来的表现中确保正常运作。”

在这项研究中,Ackerman重点研究了黑腹果蝇幼虫在发育过程中特定阶段的运动回路。这些无脊椎果蝇是标准的研究模式,很容易对分子机制进行快速遗传探索。

Ackerman使用光学机构,一种基于轻基的技术,选择性地转动断断续续地。她发现这些神经元表现出对其形状和连接的显着变化 - 响应于操纵的可塑性。

Ackerman和同事们看到了倒入神经系统的星形胶质细胞,在合适的时间延伸了细突起并包裹了神经元连接以切换电路稳定的国家。

然后Ackerman筛选与星形胶质细胞相关的候选基因,以确定哪个分子途径引导窗口关闭和关闭电机可塑性。

这项研究直接指向了神经胶质素(一种位于星形胶质细胞投影上的蛋白质),它与神经胶质素(一种生长中的神经元树突上的受体蛋白)结合。消除遗传途径延长了可塑性,而这些蛋白质的早熟表达在发育中过早地封闭了可塑性。

还发现了可塑性时序的变化,以后的影响行为。延伸可塑性导致幼虫异常爬行。Ackerman表示,在人类发展中延长了临界症状,已与神经发育障碍有关。

Doe表示,这一关键时期如何至关重要的悲惨人类示例,可能是在20世纪80年代在孤儿院中发现的被遗弃的罗马尼亚儿童的情况。据新闻报道,除了喂食或洗涤时,数百名婴儿被忽略了。

Doe说,在经历和学习霉菌时,在这种可塑性的关键期间发生了忽视。根据孩子们进入成年期的研究,每五名儿童中的四个儿童中的四个儿童中的每五个儿童都无法进行社会射击时,稍后删除。

“我的作品旨在了解什么导致转变为一个非常固定而灵活的儿童大脑更加固定,稳定,”阿克曼说。“而不是专注于神经元,我发现这些真正酷的星形细胞称为星形胶质细胞正在进入并讲述神经元从真正延伸到稳定状态。“

Doe说,Ackerman的研究的影响可能是深刻的。

“如果我们能够理解结束这一关键的发展时期的机制,我们可能会重新打开想要的老年人的可塑性,例如,学习新语言或学习新任务,”Doe说。

UO的研究人员说,这种治疗潜力还有很长的路要走,但这是未来的主要目标。阿克曼的研究下一步将转向对脊椎动物的类似研究,特别是使用斑马鱼。斑马鱼是20世纪70年代在UO发展成医学研究的模型生物。ob欧宝直播nba

Ackerman警告的任何进入治疗方法,都需要精确滴定可能开发的任何药物,以便他们找到“可塑性的甜蜜点”。


进一步探索

癫痫中胶质网络的急性分解

更多信息:Sarah D. Ackerman等,星形胶质细胞关闭了电动机电路关键时期,自然(2021)。DOI:10.1038 / S41586-021-03441-2
信息信息: 自然

所提供的俄勒冈大学
引文:研究人员识别从稳定性到稳定性转换大脑的途径(2021,4月8日)从//www.puressens.com/news/2021-04-pathway-transitions-brain-plasticity -stability.html
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