Là hành vi của chúng tôi để lại dấu vết trong não

ảnh hưởng đến học tập và quá trình hành vi và thay đổi mạng lưới các tế bào thần kinh trong não. Nhóm nghiên cứu của giáo sư Peter Scheiffele tại Biozentrum hiện nay đã xác định được một cơ chế có thể điều chỉnh kết nối của họ với các tế bào thần kinh. Các kết quả được công bố trên tạp chí "Cell" cung cấp cái nhìn sâu vào các quá trình cơ bản của mạng lưới thần kinh và cũng có thể thông báo cho các rối loạn thần kinh như tự kỷ hay tâm thần phân liệt.

Nhóm nhà sinh học thần kinh, Giáo sư Peter Scheiffele đã có thể làm sáng tỏ một cơ chế mới về cách các tế bào thần kinh (tế bào thần kinh) thay đổi cấu trúc mạng lưới của chúng trong não tùy thuộc vào tín hiệu thần kinh. Kết quả cho thấy hoạt động của tế bào thần kinh trong quá trình phát triển hoặc học tập của hệ thần kinh có thể ảnh hưởng trực tiếp đến loại kết nối trong hệ thần kinh như thế nào.

Các biến thể của Neurexin làm thay đổi loại kết nối thần kinh Hệ thần kinh là một mạng lưới gồm nhiều nơ-ron được kết nối với nhau thông qua các điểm nối gọi là khớp thần kinh.

Vì các xung thần kinh được truyền từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh tiếp theo qua các khớp thần kinh nên cấu trúc, số lượng và loại khớp thần kinh có tầm quan trọng đặc biệt trong việc truyền thông tin. Protein màng neurexin đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các khớp thần kinh bằng cách tiếp xúc với các đối tác liên kết với các tế bào thần kinh lân cận và do đó thiết lập kết nối giữa hai tế bào thần kinh.

Điểm đặc biệt của Neurexin là nó xuất hiện ở hơn 3000 biến thể, liên kết với các thụ thể cụ thể ở các tế bào lân cận. Việc sản xuất các loại nơron thần kinh khác nhau diễn ra chủ yếu thông qua cái gọi là sự ghép nối thay thế của RNA. Quá trình này tạo ra các biến thể của Neurexin với các đặc tính liên kết khác nhau tùy thuộc vào tình trạng. Vẫn chưa rõ làm thế nào các tế bào thần kinh kiểm soát quá trình ghép nối để tạo ra biến thể neurexin thích hợp.

Thay đổi hành vi - thay đổi kết nối thần kinh Nhóm của Scheiffele đã có thể chứng minh rằng việc kích hoạt các tế bào thần kinh ảnh hưởng đến sự ghép nối thay thế thông qua một protein liên kết RNA cụ thể. Protein liên kết này xác định biến thể neurexin nào được tạo ra. Bằng cách này, các tế bào thần kinh có thể tiếp xúc với các tế bào lân cận khác để đáp lại tín hiệu thần kinh, tín hiệu này sẽ bị chúng từ chối nếu không có thụ thể thích hợp. Do đó, kết nối nơ-ron có thể được sửa đổi thông qua hoạt động thay đổi.

“Cơ chế điều tiết mới này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách cảm giác và hành vi của chúng ta trực tiếp thay đổi mạng lưới thần kinh trong não. Ví dụ, khi tôi học một nhạc cụ và luyện tập chuyển động của tay, não của tôi sẽ lưu trữ thông tin này thông qua các kết nối thần kinh được thiết kế phù hợp”, Scheiffele nói.

Với số lượng lớn neurexin, nhóm nghiên cứu muốn tập trung vào tác động của các biến thể neurexin bổ sung trên mạng lưới thần kinh trong tương lai. Vì những thay đổi trong neurexin cũng có thể xuất hiện ở những bệnh nhân mắc chứng tự kỷ hoặc tâm thần phân liệt nên kết quả nghiên cứu cũng có thể góp phần hiểu rõ hơn về những căn bệnh này.

Đóng góp ban đầu:

Takatoshi Iijima, Karen Wu, Harald Witte, Yoko Hanno-Iijima, Timo Glatter, Stéphane Richard, Peter Scheiffele SAM68 quy định việc ghép nối thay thế phụ thuộc vào hoạt động thần kinh của Tế bào Neurexin-1, Tập 147, Số 7, 1601-1614, ngày 23 tháng 2011 năm 10.1016 | doi: 2011.11.028/j.cell.XNUMX

Nguồn: Basel [Đại học]