211service.com
Implantēti neironi Ļauj smadzenēm atkal sevi pārtīt
Augļa neironu pārstādīšana jaunu peļu smadzenēs paver jaunu logu neironu plastiskumam vai smadzeņu neironu ķēžu elastībai. Pētījums, kas šodien publicēts žurnālā Zinātne , liecina, ka smadzeņu spēja radikāli pielāgoties jaunām situācijām var nebūt neatgriezeniski zaudēta jaunībā, un palīdz precīzi noteikt faktorus, kas nepieciešami šīs plastiskuma atjaunošanai.
Atkal elastīgs: Šeit ir parādīti neironi, kas pārstādīti no embrija jaunas peles smadzenēs. Šie neironi izraisa jaunu nervu plastiskuma periodu dzīvnieku smadzenēs.
Labāka izpratne par smadzeņu plastiskumu kādu dienu varētu norādīt uz jauniem veidiem, kā ārstēt smadzeņu ievainojumus un citas neiroloģiskas problēmas, atgriežot smadzenes jaunākā, elastīgākā stāvoklī. [Atklājumi] atklāj, ka ir jābūt faktoram, kas var izraisīt plastiskumu smadzenēs, saka Maikls Strikers , Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko neirozinātnieks, kurš bija iesaistīts pētījumā. Mēs ceram, ka turpmākie pētījumi atklās, kas ir tas, kas ļauj šūnām izraisīt šo jauno plastiskuma periodu.
Pētījumā pētnieki pētīja labi zināmu parādību, kas novērota gan peļu, gan cilvēku vizuālajā sistēmā tā dēvētajā kritiskajā attīstības periodā. Ja jauniem dzīvniekiem šajā posmā — aptuveni 25–30 dienu vecumā pelēm – tiek liegta redze vienā acī, viņu redzes sistēmas tiks pārveidotas, lai maksimāli palielinātu funkcionējošās acs vizuālo ievadi. Rezultātā redze otrā acī ir neatgriezeniski traucēta. Garoza saka: 'Es nesaņemu informāciju no šīs puses, tāpēc vienkārši pievērsiet uzmanību citai acij,' saka Arturo Alvaress-Builla , arī daļa no UCSF komandas. Pēc kritiskā perioda vienai acij liegta ietekme uz redzi ilgtermiņā.
Lai mēģinātu noskaidrot, kas izraisa nervu plastiskumu, kas novērots šajā periodā, pētnieki paņēma noteikta veida neironu no peļu augļa smadzenēm un uzpotēja tos pelēm, kas tikko bija dzimušas vai bija aptuveni 10 dienas vecas. Šīs šūnas, kas pazīstamas kā inhibējošie interneuroni, atbrīvo ķīmisku signālu, kas nomierina blakus esošās šūnas, apgrūtinot to izšaušanos. Pārstādītie neironi, kas marķēti ar fluorescējošu marķieri, sāka migrēt uz savu parasto vietu smadzenēs un izveidot savienojumus ar pastāvīgajiem neironiem.
Peles piedzīvoja tipisko kritisko periodu aptuveni 28 dienu vecumā. Taču šķita, ka transplantētie neironi izraisīja otru kritisko periodu, kas tika noteikts transplantēto šūnu vecumam, nevis dzīvnieku vecumam. Vēlākais kritiskais periods notika, kad transplantētie neironi bija aptuveni 33 līdz 35 dienas veci, kas ir tāds pats vecums kā pastāvīgie inhibējošie interneuroni parastajā kritiskajā periodā. (Neironi rodas smadzenēs pirms dzimšanas.)
Zinātnieki vēl nav pārliecināti, kā šūnas izraisa šo otro kaļamības periodu. Stryker komanda un citi iepriekš bija pierādījuši, ka šūnu inhibējošajai signalizācijai ir galvenā loma — kritisko periodu var aizkavēt vai izraisīt agrāk, atdarinot šūnu inhibējošo iedarbību ar zālēm, piemēram, valiju. Bet šajos iepriekšējos eksperimentos nebija iespējams izraisīt otru kritisko periodu pēc parastā. Strikers saka, ka pēc tam, kad esat to ieguvis, nekad nevarēsit iegūt citu, vismaz līdz šiem transplantācijas eksperimentiem. Tas liecina, ka šajā procesā ir jāiesaista kaut kas cits, nevis tikai viņu izdalītā inhibējošā [ķīmiskā viela]. Pētnieki plāno pārstādīt dažāda veida inhibējošos neironus, mēģinot atrast konkrēto atbildīgo šūnu tipu.
Es labprāt redzētu, vai tāda paša veida transplantācija darbojas vecākiem dzīvniekiem, saka Dzjanhua Kanga , neirozinātnieks Ziemeļrietumu universitātē Čikāgā. Šis darbs ir ievērojams sasniegums, bet, ja to varētu paveikt ar pieaugušiem dzīvniekiem, tas būtu vēl ievērojamāk. Un tas paver iespēju terapeitiskam potenciālam. Kangs nebija iesaistīts pašreizējā pētījumā, domāja, ka viņš iepriekš ir strādājis ar autoriem.
Atklājumiem varētu būt plaša ietekme uz to, kā mēs domājam par smadzeņu plastiskuma būtību. Cilvēkiem ir līdzīgs kritiskais periods, lai gan cilvēkiem šis posms ir ilgāks nekā pelēm. Zīdaiņi un bērni ar slinku aci vai kataraktu cietīs pastāvīgu redzes zudumu, ja problēma netiks novērsta pirms aptuveni astoņu gadu vecuma, saka Takao Henšs , Bostonas Bērnu slimnīcas neirozinātnieks, kurš nebija iesaistīts pašreizējā pētījumā. (Tiek uzskatīts, ka normālas attīstības laikā šis plastiskuma periods ir svarīgs, lai attīstītu līdzsvarotu ievadi no abām acīm, kas ir ļoti svarīgi binokulārajai redzei.)
Šī parādība neaprobežojas tikai ar redzes sistēmu - zinātnieki domā, ka lielākā daļa garozas daļu iziet līdzīgu paaugstinātas kaļamības periodu. Piemēram, bērni pēc noteikta vecuma nedzird noteiktas skaņas. Klasisks piemērs ir bērni, kas aug Japānā, saka Henšs. Viņi galu galā zaudē spēju atšķirt “R” un “L” skaņas.
Ja zinātnieki spēs atrast kontrolētu veidu, kā izraisīt plastiskumu noteiktās smadzeņu daļās, tas pavērtu jaunas iespējas dažādu slimību ārstēšanai. Pieaugušajiem, kuri cieš no smadzeņu bojājumiem no insulta vai galvas traumas, smadzenēs notiek zināma reorganizācija, kas uzlabo plastiskumu, kas var uzlabot atveseļošanos.
Henšs saka, ka daudzām psihiskām slimībām ir neiroloģiskās attīstības izcelsme, jo īpaši inhibējošo ķēžu deficīts. Piemēram, daudzi gēni, kas saistīti ar autismu, var izraisīt nervu signalizācijas ierosmes un kavēšanas nelīdzsvarotību, viņš saka. Ja jūs varat atjaunot šo nelīdzsvarotību, jūs varētu iedomāties iejaukšanos attīstības laikā vai vēlāk dzīvē, lai mēģinātu atjaunot smadzeņu darbību.
Tomēr priekšā vēl garš ceļš. Lai piemērotu šāda veida šūnu transplantāciju cilvēkiem, zinātniekiem vispirms būtu jāizstrādā uzticams nepieciešamo šūnu avots, iespējams, no inducētas pluripotentas cilmes šūnu pārprogrammēšanas. Pēc tam viņiem būtu jāparāda, ka šūnas var droši pārstādīt smadzenēs. Vēl viens šķērslis ir izdomāt, kā pareizi izmantot jaunatklāto plastiskumu. Nav skaidrs, vai pacientiem būtu nepieciešama īpaša apmācība vai narkotiku ārstēšana, lai pareizi reorganizētu bojātās nervu ķēdes. Lai iegūtu augstākas kognitīvās funkcijas, iespējams, vajadzēs apmācīt cilvēkus kognitīvi plastiskumu uzlabojošu neironu klātbūtnē, saka Henšs.
Viņš saka, ka ideālā gadījumā būtu jauki atrast veidu, kā pierunāt [jaunu neironu rašanos smadzenēs], izmantojot dažus farmakoloģiskus vai vides līdzekļus, lai parādītos vairāk šo inhibējošo šūnu. Šķiet, ka tas ir diezgan izaicinājums, taču šis pētījums dod mums cerību, ka ir vērts mēģināt.