Группы нейрона, не единственные клетки, поддерживают мозговую стабильность

Новое исследование, опубликованное в iLife доктором Инной Слуцки из Медицинского факультета Тель-Авивского университета Sackler и Школы TAU Sagol Нейробиологии, находит, что гомеостатическое регулирование происходит, главным образом, в группах нейронов, а не в самих отдельных нейронах. Противореча установленным предположениям, Эдден Сломовиц и Боуз Стир, докторанты в лаборатории доктора Слуцкого, обнаружили, что единственные клетки головного мозга, на отдельной основе, были неспособны автономно стабилизировать «скачки» в коммуникации нейрона за длительные периоды. «Шипы» или «увольнение», как они также известны, являются ответом нейронов на стимуляцию; они передают сообщения к остальной части тела.«Неврологические и психические расстройства часто видят подобные или накладывающиеся неврологические признаки, и неудача нейронной гомеостатической системы может привести к этим общим конечным точкам», сказал доктор Слуцкий. «Понимание принципов и механизмов, вовлеченных в нейронный гомеостаз, может привести к новым подходам в лечении этих и других заболеваний мозга как болезнь Альцгеймера».Поиск стабильности в постоянно меняющихся условиях

Способность мозга приспособиться к постоянно меняющимся условиям и сформироваться и сохранить воспоминания происходит из-за чрезвычайной гибкости или пластичности, ее нейронной сети. Но чрезвычайная пластичность мозга также делает его неотъемлемо подверженным нестабильности и последующим болезням и расстройствам.«Посредством гомеостаза организмы в состоянии поддержать стабильную внутреннюю окружающую среду», сказал Сломовиц. «Один общий пример – секреция инсулина в ответ на еду, чтобы держать уровни сахара в крови в нормальном диапазоне. В то время как были доказательства, чтобы поддержать теорию, что были гомеостатические механизмы на работе в мозгу, чтобы стабилизировать нейронную деятельность, это было неясно, какие точные свойства были отрегулированы».

В целях исследования Slomowitz вырастил нейронную сеть на множестве электродов и сделал запись деятельности единственных отдельных нейронов в сети. Он тогда применил препарат, который сильно запретил нервную деятельность. В сотрудничестве с профессором Илой Нелкеном из еврейского Университета и доктором Майклом Слуцким из Mantis Vision, Slomowitz нашел, что сеть возвратилась к ее оригинальному темпу увольнения в течение двух дней несмотря на длительное присутствие препарата – и даже при том, что темпы увольнения и образцы отдельных нейронов не отразили гомеостатические тенденции.«Эти результаты были неожиданны и противоречили текущей догме в области, указывая, что отдельные нейроны могут отрегулировать свои собственные темпы увольнения автономным способом», сказал доктор Слуцкий.

Компромисс стабильности населенияРазвитие, Styr повторил эксперимент в лаборатории, используя отображение кальция, которое может контролировать деятельность визуально идентифицируемых нейронов. Изображения кальция показали подобные результаты, поддержав заключение, что гомеостаз происходит на уровне населения нейрона, не на основе камеры камерой.Команда также исследовала способность сети дифференцироваться между низким – и высокочастотными шипами, способность, очень важная для краткосрочной памяти.

Они нашли, что это обнаружение сильно поставилось под угрозу спустя два дня после введения препарата, даже при том, что темпы увольнения сети и образцы были гомеостатическим образом восстановлены.«Наше исследование демонстрирует, что нейроны в нейронной сети действуют синергетически, чтобы держать население, пронзающее ставки и образцы в постоянном физиологическом диапазоне», сказал доктор Слуцкий. «Это может произойти за счет уменьшенной способности сформировать новые воспоминания, процесс, который может лежать в основе потери краткосрочной памяти, наблюдаемой при болезнях мозга, таких как болезнь Альцгеймера.

Это понимание может принести нам один шаг ближе к пониманию процессов, которые предшествуют снижению когнитивных способностей в нейродегенеративных беспорядках».


Портал хороших новостей