Visuele cortex hersencel volwassenheid hangt af van ervaring met licht


Visuele cortex hersencel volwassenheid hangt af van ervaring met licht

Een onderzoeksteam in MIT's Picower Instituut voor Leer en Geheugen en de afdeling Brian en Cognitieve Wetenschappen, heeft kleine moleculaire signalen geïdentificeerd die beheren hoe de verbindingen tussen hersencellen volwassen worden wanneer hun ogen eerst het licht zien.

De 12 auteurs van de studie hebben hun werk uitgevoerd in het laboratorium van Mriganka Sur, Paul E. Newton Professor in Neurowetenschappen bij MIT, en bij vele andere onderzoekscentra in het buitenland.

Micro RNA moleculen waarvan de aanwezigheid heeft geholpen de banden tussen cellen te ontwikkelen die verantwoordelijk zijn voor het waarnemen en verwerken van signalen van licht, waar door de onderzoekers geïdentificeerd worden, terwijl ze aan de hersenen van muizen werken.

Bij normale hersenontwikkeling kunnen deze micro-RNA's visuele hersenregio's toestaan ​​om specifieke verbindingen te versterken in reactie op licht ontvangen vanuit hun omgeving. Dit proces heet synaptische plasticiteit. Als één of beide ogen licht worden beroofd, worden de niveaus van deze micro-RNA's gereduceerd, wat resulteert in onderontwikkeling van de verbindingen.

Postdoc Nikolaos Mellios, de voornaamste auteur van een onderzoeksverslag in het huidige nummer van het wetenschappelijke tijdschrift Nature Neuroscience, legde uit:

"Onze studie is de eerste om het bestaan ​​van tal van ervaringsafhankelijke micro-RNA's in de visuele cortex te demonstreren en te demonstreren dat remming van een van deze kleine RNA's een groot verlies in het vermogen van neuronen veroorzaakt om zich aan te passen aan veranderingen in hun input."

Dit soort onderzoek is cruciaal, aangezien neurowetenschappers het verhoogde bewijs zien dat abnormaliteiten tijdens de ontwikkeling van de hersenen een rol spelen bij hersenstoornissen. Niveaus van micro-RNA-moleculen die te hoog of te laag zijn, kunnen bijdragen aan deze abnormaliteiten.

Hun onderzoek richtte zich op een micro-RNA-molecuul genaamd miR-132, die als het hersengebied verantwoordelijk was voor visie, primaire visuele cortex, verouderd, bleek dat het miR-132-molecuul geleidelijk in overvloed toenam.

Om te onderzoeken hoe dit molecuul het vermogen van dit gebied van de hersenen zou kunnen beïnvloeden om zich aan te passen aan veranderende omstandigheden, werd één ooglid in muizen samengesteld door de onderzoekers om te voorkomen dat zenuwsignalen uit dat oog neuronen in de visuele cortex bereiken. Aangezien één oog open bleef, doorgaans de gegevens naar de cortex te verzenden, konden ze nagaan hoe de visuele cortex op de gemengde signalen reageerde, met aanwijzingen dat het vermogen van de hersenen om aan te passen aan de veranderingen in de input leidde.

Geleid door mede-eerste auteur Hiroki Sugihara, gebruikten ze een innovatieve methode om real-time activiteit in de hersenen van levende muizen te evalueren, om aan te tonen dat een vermindering van miR-132 neuronen de rijping vertraagde en de muizen niet in staat waren te reageren op de Veranderingen in signalen van elk oog.

Onderzoekers weten dat micro-RNA's genexpressie en coderende eiwitten in cellen orchesteren, hoewel niet veel bekend is hoe deze moleculen bijdragen aan processen van hersenontwikkeling die afhankelijk zijn van ervaring en externe omgeving. Uit dit onderzoek blijkt dat micro-RNA's in feite een cruciale rol spelen in synaptische plasticiteit, vooral tijdens gevoelige perioden van vroege rijping.

Micro-RNA werd pas twaalf jaar geleden ontdekt, maar het onderzoek naar deze moleculen heeft geleid tot een beter inzicht in hoe genen en genetische systemen elkaar in levende organismen communiceren.

Michael Merzenich: Growing evidence of brain plasticity (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk