یادداشت
سلول‌های گلیال به حافظه کمک می‌کنند
مطالعات اخیرا نشان داد که آستروسیت‌ها نقش مهمی در یادگیری فضایی دارند.
امتیاز:
به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، قرن‌هاست که دانشمندان و فیلسوفان مجذوب مغز بوده‌اند، اما تا همین اواخر مغز را تقریباً غیرقابل درک می‌دانستند. اما اکنون مغز شروع به چشم پوشی از اسرار خود کرده است. به دلیل سرعت فزاینده تحقیقات در علوم عصبی و رفتاری و توسعه تکنیک‌های تحقیقاتی جدید، دانشمندان در 10 سال گذشته نسبت به تمام قرن‌های گذشته اطلاعات بیشتری در مورد مغز کسب کرده‌اند.
محققان اینبار برای یک کشف جدیدی از مغز، سراغ درک عملکرد نوعی از سلول‌های عصبی رفتند. دو نوع سلول اساساً متفاوت در مغز وجود دارد، سلول‌های عصبی و سلول‌های گلیال. به عنوان مثال، سلول‌های گلیال، "سیم کشی" سلول‌های عصبی را عایق می‌کند و یا شرایط کاری مطلوب را برای آنها تضمین می‌کند. یک مطالعه جدید به رهبری دانشگاه بن، اکنون عملکرد دیگری را در جوندگان کشف کرده است: نتایج نشان می‌دهد که نوع خاصی از سلول‌های گلیال نقش مهمی در یادگیری فضایی ایفا می‌کند. مرکز بیماری‌های عصبی آلمان (DZNE) در این کار مشارکت داشت. نتایج اکنون در مجله Nature Communications منتشر شده است. با توجه به نقش دندریت‌های سلول‌های هرمی CA1 هیپوکامپ، که ورودی گلوتاماترژیک خوشه‌ای را با فعال‌سازی کانال‌های سدیم دارای ولتاژ و گیرنده‌های N-متیل-D-آسپارتات (NMDARs) تقویت می‌کنند. در همین راستا فعالیت NMDAR به حضور هم آگونیست‌های NMDAR مانند D-serine بستگی دارد، اما اینکه چگونه کوآگونیست‌ها بر ادغام دندریتیک تأثیر می‌گذارند به خوبی درک نشده است. بنابراین این مطالعه قرار است درک این مکانیسم را نشان دهد.
آستروسیت‌ها و دندریت‌ها
آستروسیت‌ها سلول‌های گلیال ویژه‌ای هستند که فراوانی آنها تقریباً ده برابر جمعیت نورون‌های سیستم اعصاب مرکزی است طوری که در حدود 25 تا 50 درصد از حجم مغز را اشغال کرده‌اند. آنها از نظر ظاهری، ستاره‌ای شکل بوده و دارای زوائد متعددی هستند که با سطح نورون‌ها اتصال غیر سیناپسی دارند. دندریت‌ها نیز ساختار اصلی ورودی عصبی هستند که هزاران ورودی تحریکی و بازدارنده را دریافت می‌کنند. ادغام آنها از ورودی سیناپس‌های مکانیسم‌های غیرفعال و فعال تعیین می‌شود. به زبان ساده تر ارتباط بین دندریت یک نورون و جسم سلولی نورون‌های دیگر، «سیناپس» (Synapse) نام دارد. دو نورونی که از طریق فضای سیناپسی با یکدیگر مرتبط شده‌اند را در جهت انتقال پالس الکتریکی، به ترتیب نورون پیش‌سیناپسی و نورون پس‌سیناپسی می‌گویند. آنها ساختارهای منشعب و شبیه شاخه درخت در نورون‌های عصبی هستند. این زوائد از جسم سلولی نورون خارج می‌شوند و وظیفه اصلی آنها دریافت پیام عصبی از سلول‌های پیش‌سیناپسی است. تفاوت شکل و تعداد این زوائد سیتوپلاسمی یکی از دلایل تفاوت عملکرد نورون‌ها در بخش‌های مختلف است.
مکانیسم ادغام فعالیت سیناپسی در دندریت‌ها
هر مکان دارای ویژگی‌های متعددی است که آن را از سایر مکان‌ها متمایز می‌کند و در کل آن را غیرقابل انکار می‌کند. وقتی برای اولین بار از مکانی بازدید می‌کنیم و با صحنه گل‌های وحشی معطر در چمنزار به همراه یک درخت پراز برگ و سبز روبرو می‌شویم، مغز ما این ویژگی‌ها از این ترکیب زیبا را ذخیره می‌کند و وقتی بار دیگر با تداخل درخت، نهر و علفزار و گل وحشی روبرو می‌شویم، مغز ما آن را تشخیص می‌دهد و یادمان می‌آید که قبلاً آنجا بوده‌ایم. این امر با مکانیسم‌هایی مانند به اصطلاح ادغام فعالیت سیناپسی دندریتی ممکن می‌شود.
پروفسور دکتر Christian Henneberger از موسسه علوم اعصاب سلولی در بیمارستان دانشگاه بن توضیح می‌دهد: «ما توانستیم نشان دهیم که سلول‌های به اصطلاح آستروگلیال یا آستروسیت‌ها نقش اساسی در این یکپارچگی دارند. آنها میزان حساسیت نورون‌ها به ترکیب خاصی از ویژگی‌ها را تنظیم می‌کنند."
یک میلیون سلول مکانی در مغز موش
این محققان در مطالعه خود، به نورون‌های هیپوکامپ جوندگان نگاهی دقیق انداختند. هیپوکامپ ناحیه‌ای در مغز است که نقش اصلی را در فرآیندهای حافظه ایفا می‌کند. این امر به ویژه در مورد حافظه فضایی صادق است: «در هیپوکامپ، نورون‌هایی وجود دارند که دارای خاصیت ثبت کننده ویژگی‌های خاص هر مکان هستند. که به آنها سلول‌های مکانی هم می‌گویند. حدود یک میلیون از این سلول‌های مکانی تنها در هیپوکامپ موش وجود دارد. هر کدام به ترکیب خاصی از ویژگی‌های محیطی پاسخ می‌دهند. سلول‌های مکان دارای پسوندهای طولانی هستند.
نحوه عملکرد دندریت‌ها
دندریت‌ها مانند تاج درخت منشعب هستند و نقاط تماس متعددی دارند. اطلاعات کسب شده از حواس ما در مورد یک مکان به اینجا می‌رسد. این تماس‌ها سیناپس نامیده می‌شوند. دکتر Kirsten Bohmbach ، که بیشتر آزمایش‌ها را در این مطالعه انجام داد، توضیح می‌دهد: «وقتی سیگنال‌ها به طور همزمان به بسیاری از سیناپس‌های مجاور می‌رسند، یک پالس ولتاژ قوی در دندریت‌ها رخ می‌دهد( به اصطلاح یک سنبله دندریتیک ایجاد می‌شود). این فرآیند همان چیزی است که ما آن را ادغام دندریتی می‌نامیم: سنبله دندریتیک تنها زمانی رخ می‌دهد که تعداد کافی سیناپس به طور همزمان فعال باشند. چنین سنبله‌هایی به سمت بدنه سلولی حرکت می‌کنند، جایی که می‌توانند پالس ولتاژ دیگری را ایجاد کنند به این فعالیت سلولی پتانسیل عمل گفته می‌شود.
نحوه پتانسیل عمل در سلول‌های مکان
سلول‌های مکان، پتانسیل‌های عمل را در فواصل منظم تولید می‌کنند. سرعت انجام این کار می‌تواند بسیار متفاوت باشد. با این حال، هنگامی که موش‌ها خود را در یک محیط جدید جهت‌گیری می‌کنند، سلول‌های مکان آنها همیشه با یک ریتم خاص در نوسان هستند ( پنج تا ده پالس ولتاژ در ثانیه تولید می‌کنند). این ریتم باعث می‌شود سلول‌های عصبی مواد پیام رسان خاصی را آزاد کنند. و اینجاست که آستروسیت‌ها وارد میدان عمل می‌شوند: زیرا آنها حسگرهایی دارند که این مواد پیام رسان به آنها متصل می‌شوند و به نوبه خود ماده ای به نام D-serine را آزاد می‌کنند. بومباخ در ادامه توضیح می‌دهد: "سپس D-سرین به دندریت سلول‌های مکان مهاجرت می‌کند." در آنجا، تضمین می‌کند که سنبله‌های دندریتیک می‌توانند راحت‌تر رشد کنند و همچنین بسیار قوی‌تر هستند. زیرا هنگامی که موش‌ها در حالت جهت یابی هستند، دندرتها ذخیره و شناسایی مکان‌های جدید را برای آنها آسان تر می‌کند. این شبیه به یک راننده تاکسی است که به خاطر سپردن مکان‌های متفاوت بر روی مرکز شهر تمرکز می‌کند و این درحالی است که مسافر کنار راننده نیز به جاده نگاه می‌کند، اما افکار او جای دیگری است و کمتر متوجه می‌شود (در فرآیندهای کاملاً متفاوتی با چنین پدیده‌های نیازبه توجهی، ارتباط دارند).
اهمیت آستروسیت‌ها درتشخیص مکان‌ها
هنبرگر می‌گوید: «اگر کمک‌های آستروسیت‌ها را در موش‌ها مهار کنیم، احتمال کمتری دارد که سلول‌های مکان، مکان‌های آشنا را تشخیص دهند. البته این نقش در تشخیص مکان‌هایی خیلی ویژه صدق نمی‌کند. بنابراین مکانیسمی که ما کشف کردیم، آستانه ذخیره یا شناسایی اطلاعات مکان را کنترل می‌کند و این نتایج بینش جدیدی در مورد نحوه عملکرد و کنترل حافظه ارائه می‌دهد. در میان مدت، این اطلاعات، همچنین ممکن است به پاسخ به این سوال کمک کنند که چگونه اشکال خاصی از اختلالات حافظه ایجاد می‌شود.
پایان مطلب/.