Mokydamiesi naršyti pasaulyje, naujagimiai turi greitai kaupti didžiulius kiekius naujos informacijos. Manoma, kad tylios sinapsės – nesubrendusios jungtys tarp neuronų, kurie dar neturi neurotransmiterio veiklos – yra įrenginiai, leidžiantys greitai saugoti informaciją ankstyvame gyvenime.

Buvo manoma, kad šios galimos nervų jungtys, pirmą kartą aptiktos prieš kelis dešimtmečius naujagimių pelėms, išnyksta gyvūnams senstant. Neseniai atliktas JAV Masačusetso technologijos instituto mokslininkų tyrimas parodė, kad šis išnykimas gali būti ne toks ekstremalus, kaip buvo manyta iš pradžių.

Komanda neplanavo nagrinėti šių galimų sąsajų. Vietoj to, jie tęsė ankstesnį darbą su neuronų plėtinių, vadinamų dendritais, vietomis.

Jie gavo šiek tiek daugiau nei tikėjosi. Jis ne tik nufotografavo dendritus, bet ir daugybę mažų, į siūlus panašių iškyšų, iškylančių iš jų, vadinamų siūlinėmis kojomis.

„Pirmas dalykas, kurį pamatėme, o tai buvo labai keista, ir mes to nesitikėjome, buvo visur surištos kojos. Sako MIT neuromokslininkas Markas Harnettas, pirmasis šio straipsnio autorius.

Paprastai paslėpti fluorescenciniame švytėjime, naudojamame ląstelei apšviesti vaizdavimui, tyrėjai naudojo patentuotą vaizdo gavimo techniką, sukurtą. Tik pernai Patobulinta analizė vadinama epitopo išsaugojimo baltymu (eMAP).

Šiame naujame vaizdo gavimo procese naudojamas gelis, padedantis išlaikyti subtilias ląstelių struktūras ir baltymus, todėl mokslininkai gali geriau juos ištirti manipuliuojant audiniais.

virusai Žalias fluorescencinis baltymas ekspresuojamas dviejuose patinų ir dviejų suaugusių pelių organizme, kad padėtų apšviesti vaizdavimui svarbius audinius. Vėliau jų pirminė regėjimo žievė buvo išpjaustyta ir padalinta į 1 milimetro griežinėlius, prieš inkubuojant eMAP monomero hidrogelio tirpale ir pritvirtinant tarp stiklelių.

Tai suteikia eMAP sprendimui laiko pritvirtinti ląstelių architektūrą, leidžiančią tyrėjams padaryti itin didelės raiškos fluorescencinių dendritų vaizdus.

Apsiginklavę padidintais 2234 dendritinių išsikišimų vaizdais, tyrėjai pirmą kartą sugebėjo pastebėti, kad suaugusių pelių smegenyse yra filopedijos koncentracijos, kurios nepastebėta suaugusioms pelėms.

Be to, daugelis struktūrų turi tik vieną iš dviejų neurotransmiterių receptorių, išmatuotų iš subrendusios sinapsės. Be antrojo jie buvo veiksmingai „tyliosios“ jungtys tarp neuronų.

Tada mokslininkai paklausė, ar galima suaktyvinti suaugusiųjų tyliąsias sinapses.

Jie parodė, kad tai įmanoma išskiriant neuromediatorių glutamatą gijinių gijų galiukuose, sukuriant nedidelę elektros srovę po dešimties milisekundžių.

Šis veiksmas „ištraukia“ sinapses per kelias minutes, paskatindamas prarastų receptorių kaupimąsi ir leisdamas filopodijai užmegzti ryšį su kaimyninėmis nervinėmis skaidulomis.

Šiuos receptorius paprastai blokuotų magnio jonai, tačiau srovė juos išlaisvina, leisdama filopodijai gauti pranešimą iš kito neurono.

Komanda nustatė, kad suaktyvinti tylias sinapses buvo daug lengviau nei pakeisti dendritinių spyglių aktyvumą brandžiuose neuronuose.

Mokslininkai dabar tiria, ar suaugusio žmogaus smegenų audinyje yra tylių sinapsių.

„Mano žiniomis, šis dokumentas yra pirmasis tikras įrodymas, kad žinduolių smegenyse tai iš tikrųjų veikia“, – sakė Harnettas. Sako.

„Filopodia leidžia atminties sistemai būti lanksčiai ir tvirtai. Jums reikia lankstumo, kad gautumėte naują informaciją, bet taip pat reikia stabilumo, kad išsaugotumėte svarbią informaciją.”

Šis dokumentas buvo paskelbtas m gamta.