Откривене нове информације о начину обраде података у мозгу: Тајна је у сужењима дендрита

Помоћу различитих напредних техника микроскопије, међународни истраживачки тим који су предводили Универзитетска клиника у Бону, Универзитет у Бону и Њемачки центар за неуродегенеративне болести (ДЗНЕ) идентификовали су ситна, до сада непримећена сужења дуж дендрита. Ове новооткривене структуре, које истраживачи називају сужењима дендритског стабла, широке су свега неколико стотина нанометара – дакле отприлике 500 до 1.000 пута тање од људске власи – и јављају се код различитих типова неурона, како у мозгу миша, тако и у људском мозгу. Резултати студије су објављени у журналу Science Advances.

Структура дендрита је уско повезана са њиховом функцијом. Дендритски трнови са својом главом у облику квржице, која је танким вратом повезана са дендритом, типичан су примјер тога. Са пречницима у распону од неколико десетина до неколико стотина нанометара, вратови ових трнова формирају преграде неопходне за функцију и пластичност. Насупрот томе, стабла дендрита се класично тумаче као глатки, непрекидни каблови.

Здравље

Смртоносна навика: Ако ноћу испуштате овај звук, инфаркт вам је све ближи

- Иако су дендритски трнови одавно познати због своје учесталости, сужења пречника стабла која смо ми открили до сада нису била доказана. Разлог за то је и чињеница да пречник ових сужења износи само неколико десетина до неколико стотина нанометара, те се налази испод границе разлучивости конвенционалне светлосне микроскопије – рекао је први аутор студије др Тони Кели, постдокторанд у радној групи проф. Хајнца Бека на Институту за експерименталну епилептологију и истраживање когниције при УКБ-у и Универзитету у Бону, и додао:

- Чак и у електронским микроскопским скуповима података са високом резолуцијом, такве локалне флуктуације пречника су се можда до сада сматрале случајним неправилностима, а не биолошки значајним структурама.

У колаборацији с бројним експертима за микроскопију високе резолуције, између осталих са проф. др Улрихом Кубичеком са Института за физичку и теоријску хемију Универзитета у Бону и проф. др Валентином Неђерлом са Института за анатомију и ћелијску биологију Универзитета у Гетингену, истраживачки тим је помоћу више метода успио да идентификује локализована сужења пречника дендритског стабла, која називају сужењима дендритског стабла. Уз помоћ комбинације метода снимања високе резолуције – укључујући експанзиону микроскопију, СТЕД микроскопију, скенирајућу микроскопију слике и серијску електронску микроскопију – показали су да дендрити, како код неурона миша тако и код људских неурона, имају локализована сужења пречника у нано-размерама дуж својих стабала.

Наука и технологија

У лобањи пронађен досад непознати орган: Да ли ће се рак мозга лијечити убризгавањем гела?

Компјутерске симулације и експерименти указују на то да ова сужења могу подијелити дендрите на мале електричне преграде. Сигнали који пристижу иза сужења могу локално постати снажнији, док се истовремено мање ефикасно преносе до тијела ћелије. Ово такође подстиче активацију НМДА рецептора, који су важни за промене синаптичке снаге и за процесе учења.

- Наши резултати показују до сада непознату структурну карактеристику која би појединачним дендритима могла омогућити да информације обрађују локално, умјесто да их само просљеђују – рекао је аутор проф. Бек, који је члан Кластера изврсности ImmunoSensation и Трансдисциплинарног истраживачког подручја (ТРА) „Life & Health“ Универзитета у Бону. - Сужења дендритског стабла могле би представљати нови основни елемент за то како неурони врше сложене процесе и обраду података, иако њихова тачна биолошка улога и начин њиховог настанка тек треба да буду разјашњени.

(телеграф)