Statische Synapsen auf eine bewegte Struktur: Mind the gap!

In der Biologie, Stabilität ist wichtig. Von Körpertemperatur, Blutdruck und Blutzuckerspiegel, unser Körper sorgt dafür, dass diese in einem angemessenen Rahmen bleiben und nicht erreichen, dass potenziell schädliche Extreme. Neuronen im Gehirn sind nicht anders, und, in der Tat, haben entwickelt eine Reihe von Möglichkeiten zur Stabilisierung der elektrischen Aktivität, um zu vermeiden, immer entweder overexcitable, potenziell führt zu Epilepsie oder nicht reizbar genug, was zu nicht funktionellen Neuronen. Eine neue Studie, veröffentlicht in PNAS die Forscher des MRC-Zentrum für Entwicklungs-Neurobiologie repräsentiert eine neue Art und Weise in die Neuronen bleiben elektrisch stabil, wenn konfrontiert mit chronischen Erhöhungen der neuronalen Aktivität.

Statische Synapsen auf eine bewegte Struktur: Mind the gap!

Die Website im Zentrum dieser Kontrollmechanismus ist ein kurzes segment des Axons, wo elektrische Aktivität initiiert wird, in den ersten Platz. Auch bekannt als axon initial segment (oder AIS), kurz, diese Bemerkenswerte Struktur ist verantwortlich für die Integration aller Informationen, die ein neuron erhält über seine Synapsen zu produzieren, ein aktionspotential, das elektrische Aktualität der Informationen verwendet, die von Neuronen. Es ist vielleicht keine überraschung dann, dass die Modulation dieser domain haben sollten, eine wichtige Auswirkung auf die Zelle Erregbarkeit. In der Tat, die bisherigen Ergebnisse aus der Burrone-Labor waren die ersten, die entdecken, dass änderungen in der AIS-Struktur verändern könnten, die die Erregbarkeit der Nervenzellen zu stabilisieren, die Ihre gesamte elektrische Aktivität (Grubb & Burrone Nature 365:1070). Was weniger bekannt ist, was passiert mit dem einzigartigen Synapsen, die form entlang der AIS, wenn diese region der axon geändert wird. „Wir wissen sehr wenig über diese sonderbare axonalen Synapsen, außer Sie sind an der richtigen Stelle zu modulieren neuronale output durch die direkt auf das axon initial segment“, sagt senior-Autor Prof Juan Burrone, „aber was passiert, wenn die AIS-Veränderungen war, die bis jetzt ein Geheimnis“.

Diese Studie zeigt zum ersten mal ist, dass die Scheiben des hippocampus, einer region des Gehirns bekannt, die wichtig ist für lernen und Gedächtnis, erhöht die neuronale Aktivität bewirkt, dass die AIS-Weg vom Zellkörper entlang des Axons, etwa um die Hälfte seiner Länge. Die Synapsen jedoch an Ort und Stelle bleiben, dass es zu einer Abweichung zwischen AIS-und die Synapsen, die ihn kontrollieren. In Zusammenarbeit mit Dr. Daniel Cattaert am INCIA in Bordeaux, die Autoren verwendeten Rechenmodelle zur Untersuchung der funktionellen Konsequenzen dieser Anordnung. Dieser Ansatz zeigte, dass die Synapsen, die zurückgelassen wurden, diejenigen, die sich in der Lücke zwischen dem Zellkörper und dem AIS sind besonders wichtig für eine Verringerung der neuronalen Erregbarkeit, so dass Neuronen zu bleiben funktionsfähig, selbst wenn Sie unter ständiger stimulation. Dr. Winnie Wefelmeyer, der führende Autor der Studie heißt es dazu: „Die axon initial segment ist wie der vocal Akkord des Neurons: ohne Sie wäre es nicht in der Lage zu kommunizieren. Ändern der position der AIS relativ zur Modulation der Synapsen sorgt dafür, dass das, was der neuron ist zu sagen bleibt sinnvoll“.

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