Bevezetés
Az agy semmi, ha nem kommunikatív. A neuronok ennek a társalgási szervnek a fecsegői, és elektromos impulzusok cseréjével beszélnek egymással, neurotranszmittereknek nevezett kémiai hírvivők segítségével. Ezt a folyamatot másodpercenként milliárdszor megismételve az agy vegyi anyagok csoportjait koordinált cselekvésekké, emlékekké és gondolatokká alakítja.
A kutatók az agy működését vizsgálják úgy, hogy lehallgatják ezt a kémiai beszélgetést. De a neuronok olyan hangosan és gyakran beszélnek, hogy ha vannak más, halkabb hangok, akkor nehéz lehet meghallani őket.
A 20. század nagy részében az idegtudósok nagyrészt egyetértettek abban, hogy a neuronok az egyetlen agysejtek, amelyek elektromos jeleket terjesztenek. Az összes többi, gliának nevezett agysejtről azt gondolták, hogy pusztán támogató szerepet tölt be. Aztán 1990-ben felbukkant egy különös jelenség: a kutatók megfigyelt egy asztrocita, a gliasejtek egyik altípusa, amely reagál a glutamátra, a fő neurotranszmitterre, amely elektromos aktivitást generál.
Az azóta eltelt évtizedekben a kutatócsoportok egymásnak ellentmondó bizonyítékokkal álltak elő, egyesek arról számoltak be, hogy az asztrociták jeleznek, mások pedig visszavágnak, hogy határozottan nem. A nézeteltérés a konferenciákon és a belvárosban is megjelent Kritika után Kritika a bizonyítékokról. A két fél kibékíthetetlennek tűnt.
A 2006 - ban kiadott új cikk Természet Szeptemberben bemutatja az eddigi legjobb bizonyítékot arra, hogy az asztrociták képesek jelezni, amelyet nyolc éven keresztül gyűjtött össze egy Andrea Volterra által közösen vezetett csapat, akik a svájci Wyss Bio- és Neuromérnöki Központ oktatóira látogattak el. A tanulmány két kulcsfontosságú bizonyítékot tartalmaz: az asztrocitákból kiáramló glutamátról készült képeket, valamint a genetikai adatokat, amelyek arra utalnak, hogy ezek a glutamáterg asztrocitáknak nevezett sejtek rendelkeznek a glutamát neuronokhoz hasonlóan történő felhasználásához szükséges sejtrendszerrel.
A cikk a több évtizedes, egymásnak ellentmondó eredmények magyarázatát is segíti. Mivel csak néhány asztrocita képes ezt a jelzést végrehajtani, a vita mindkét oldalának bizonyos értelemben igaza van: a kutatók eredményei attól függnek, hogy mely asztrocitákból vettek mintát.
"Ez a tanulmány azért nagyon klassz, mert magyarázatot ad arra, hogy miért kerültek oda és miért ütköznek ezek az adatok" - mondta Christopher Dulla, a Tufts Egyetem idegtudományi professzora, aki az asztrocita jelátvitelt tanulmányozza, és nem vett részt az új munkában. – Hajlamos vagyok megvenni.
A felfedezés feltárja annak lehetőségét, hogy egyes asztrociták az agy áramkörének lényeges részét képezik. „Egyre gyakrabban jutunk el ahhoz a gondolathoz, hogy az agy működésében minden sejttípus részt vesz” – mondta Volterra. "Sokkal integráltabb, mint azt korábban gondolták."
Kommunikatív web
A „glia” elnevezés – a görög „ragasztó” szóból – minden olyan agysejtre vonatkozik, amely nem neuron, mint például az asztrociták, a tudósok eredeti nézetét közvetíti, miszerint fő céljuk a neuronok összetartása volt. Az asztrociták 1865-ös első leírása óta azonban a kutatók ezt fedezték fel sokkal többre képesek. Egyrészt glutamátreceptorokkal rendelkeznek, amelyeket a neuronok körüli térben lévő felesleges neurotranszmitterek kimutatására és megtisztítására használnak.
Ami kevésbé volt világos, az az, hogy képesek-e a glutamátot önállóan elektromos jel generálására használni. 1994-ben a kutatók stimulált asztrociták egy tányérban, és látta, hogy a közeli neuronok jel küldésére készülve reagálnak. 1997-ben pedig Volterra és kollégái fordítva figyelték meg: A patkány asztrociták a kalcium jelzőmolekula oszcilláló hullámaival válaszoltak az idegsejtek hívására. 2000 és 2012 között a kutatók több mint 100 dokumentumot publikáltak, amelyek bizonyítékokat támasztanak alá az asztrociták szinapszisokon keresztüli kommunikációs képességére.
Mások azonban megkérdőjelezték, hogyan gyűjtötték össze és értelmezték ezeket a bizonyítékokat. 2014-ben például a kutatók felfedezett hogy egy kulcsfontosságú egérmodell hibás volt, ami kérdéseket vet fel az ezeket az egereket használó korábbi tanulmányokkal kapcsolatban.
Eközben az asztrocitákról alkotott kép fejlődött, és a tudósok kezdték az agy információfeldolgozásának aktív résztvevőinek tekinteni őket. Míg a neuronokat és elágazó dendritjeit gyakran fákként ábrázolják, az asztrociták inkább gombákhoz hasonlítanak, és szorosan szövött szőnyeget alkotnak, amely beborítja az agyat, és megosztja az információkat az alkotórészei között. Ily módon úgy tűnik, hogy az asztrociták összehangolt hálót alkotnak, amely befolyásolja a neuronális aktivitást. Például 2016-ban Kira Poskanzer idegtudományi kutatásokat végzett a San Francisco-i Kaliforniai Egyetemen. felfedezett hogy az egér asztrocitái a glutamát szabályozásával a közeli neuronokat ritmikus alvási állapotba való belépésre késztethetik.
"Ez kevésbé olyan, mintha egy egyedi sejt a saját dolgát végezné, és inkább egy egész csapat, amely együtt dolgozik" - mondta Poskanzer, az Arcadia Science biotechnológiai startup tagja.
Azonban van különbség a glutamát felmosása és a valódi jelek generálása között. Volterra úgy vélte, hogy egyes asztrociták képesek ez utóbbira. Ennek bizonyításához azonban bizonyítékokra volt szüksége arra vonatkozóan, hogy az asztrociták képesek jeleket küldeni, és megfelelő eszközökkel rendelkeznek ehhez releváns, értelmes módon.
Az agysejtek új osztálya
Volterra az agy tanulmányozásának új megközelítését használta ki: az egysejtű RNS-szekvenálást, amely pillanatképet készít az egyes sejtekben aktív gének teljes sorozatáról a szövetben. Az egér hippocampális sejtjeit tartalmazó nyolc adatbázis átfésülésével kilenc asztrocita klasztert azonosított, amelyek génaktivitásuk alapján különböznek egymástól. Az asztrociták a klaszterek közül egyben – és csak az egyikben – olyan fehérjéket írtak át, amelyekről ismert, hogy részt vesznek a neurotranszmitterek tárolásában, felszabadulásakor és vezikulák segítségével történő szállításában, ahogy az a neuronokban előfordul. A sejtek nem egyenletesen oszlottak el az agyi régióban, sőt bizonyos körökben sem.
Volterra és csapata annak megállapítására, hogy az emberek rendelkeznek-e ezekkel a sejtekkel, három emberi hippocampális sejtek adatbázisában keresték ugyanazokat a fehérjelenyomatokat, amelyeket az egér asztrocitáiban láttak. Az aláírások mindhárom adatsorban megjelentek.
Ez a genetikai adat azonban még mindig közvetett bizonyíték volt. Volterrának meg kellett mutatnia a jelzést működés közben. Ő és csapata egy neuronális jelet szimulált az asztrocitáknak egéragy szeleteiben, és képeket készítettek az asztrociták által kibocsátott molekulákról. Néhány – de nem az összes – asztrocita glutamáttal reagált. És amikor a kutatók megakadályozták, hogy az asztrociták vezikulákat használjanak, a sejtek már nem tudták felszabadítani a glutamátot.
Volterra számára a bizonyíték egyértelmű volt. „Igazatunk volt. Vannak asztrociták, amelyek glutamátot szabadítanak fel” – mondta. "De tévedtünk is, mert azt gondoltuk, hogy minden asztrocita glutamátot szabadít fel."
Az eredmények szinte biztosan felforgatják az agy kommunikációjának jelenlegi megértését – mondta Dmitrij Rusakov, a University College London idegtudományi professzora, aki nem vett részt a munkában. De hogy milyen módon, az nyitott kérdés.
Csak az első lépés annak ismerete, hogy az asztrociták képesek jelezni. Ez a tény nem ad választ arra, hogyan reagálnak a szinapszisok az asztrocita glutamátra. Nem mondja meg, hogy mely funkciókhoz van szükség asztrocita jelátvitelre a neuronok helyett vagy mellett. Nem veszi figyelembe azt, hogy az agy egyes területein miért van több glutamáterg asztrocita, mint másokban, vagy hogy egy részhalmaz miért használja ezt a funkciót, míg a többi nem.
Ehelyett, mint minden új felfedezés, ez is új kérdéseket vet fel a tudomány számára.
„Számos bizonyítékunk van” – mondta Rusakov. "Most egy elméletre van szüksége ahhoz, hogy mindent összerakjon."
Quanta felméréssorozatot végez közönségünk jobb kiszolgálása érdekében. Vidd a miénket biológia olvasói felmérés és ingyenesen nyerhetsz Quanta áru.
- SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
- PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
- PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
- Forrás: https://www.quantamagazine.org/these-cells-spark-electricity-in-the-brain-theyre-not-neurons-20231018/
- :is
- :nem
- ][p
- $ UP
- 100
- 1994
- 2000
- 2012
- 2014
- 2016
- 20th
- a
- képesség
- Rólunk
- Fiók
- át
- Akció
- cselekvések
- aktív
- tevékenység
- mellett
- Előny
- Után
- egyeztetett
- Minden termék
- majdnem
- Is
- között
- an
- és a
- Másik
- válasz
- megjelenik
- megjelent
- megközelítés
- VANNAK
- területek
- körül
- AS
- At
- közönség
- BE
- mert
- óta
- előtt
- Kezdet
- úgy
- BEST
- Jobb
- között
- milliárd
- Biotech
- test
- mindkét
- Mindkét oldal
- Agy
- Agysejtek
- de
- megvesz
- by
- Kalcium
- Kalifornia
- hívott
- kéri
- TUD
- képes
- Cellák
- Központ
- Század
- biztosan
- kémiai
- Christopher
- osztály
- világos
- munkatársai
- Főiskola
- hogyan
- kommunikálni
- teljes
- vezető
- konferenciák
- Ellentmondó
- Fontolja
- alkotó
- vita
- Beszélgetés
- társalgó
- Hűvös
- összehangolt
- tudott
- kíváncsi
- Jelenlegi
- dátum
- adatkészletek
- adatbázisok
- évtizedek
- minden bizonnyal
- leírás
- kimutatására
- különbség
- felfedezett
- felfedezés
- tál
- Kiváló
- megosztott
- do
- Nem
- Ennek
- szinkronizált
- villamos energia
- alakult
- Mérnöki
- belép
- lépett
- alapvető
- Még
- egyenletesen
- bizonyíték
- fejlődik
- példa
- többlet
- cseréje
- Magyarázza
- magyarázat
- tény
- kedvez
- megállapítások
- vezetéknév
- hibás
- Folyó
- A
- forma
- Francisco
- Ingyenes
- ból ből
- funkció
- funkciók
- összegyűjtött
- generál
- generál
- generáló
- genetikai
- Genf
- glia
- kapott
- görög
- kellett
- Kemény
- Legyen
- he
- hall
- segít
- övé
- tart
- Hogyan
- azonban
- HTTPS
- emberi
- ötlet
- azonosított
- if
- képek
- in
- magában foglalja a
- egyéni
- információ
- kezdetben
- helyette
- integrált
- bele
- részt
- IT
- ITS
- Kulcs
- ismert
- nagymértékben
- kevesebb
- mint
- London
- hosszabb
- gépezet
- magazin
- Fő
- jelentőségteljes
- Memories
- áru
- esetleg
- modell
- molekula
- több
- a legtöbb
- sok
- név
- Természet
- Szükség
- szükséges
- neuronok
- Neuroscience
- Új
- NIH
- nem
- semmi
- Most
- of
- gyakran
- on
- ONE
- csak
- nyitva
- nyit
- or
- Más
- Egyéb
- mi
- ki
- felett
- saját
- Papír
- papírok
- rész
- résztvevők
- részvétel
- alkatrészek
- Emberek (People)
- mert
- Teljesít
- jelenség
- darabok
- Plató
- Platón adatintelligencia
- PlatoData
- játszott
- pózok
- lehetőség
- előkészítése
- ajándékot
- Előzetes
- folyamat
- feldolgozás
- Egyetemi tanár
- bizonyíték
- Fehérje
- Fehérjék
- Bizonyít
- biztosít
- közzétett
- tisztán
- cél
- tesz
- Quantamagazine
- kérdés
- megkérdőjelezte
- Kérdések
- emelés
- PATKÁNY
- Olvasó
- vidék
- szabályozó
- engedje
- felszabaduló
- Jelentő
- szükség
- kutatás
- kutatók
- Reagálni
- válaszol
- REST
- Eredmények
- jobb
- RNS
- szerepek
- Mondott
- azonos
- San
- San Francisco
- látta
- azt mondják
- Tudomány
- tudósok
- Második
- lát
- látszik
- Úgy tűnt
- látott
- küld
- értelemben
- szeptember
- szekvenálás
- Series of
- szolgál
- Szettek
- Megoszt
- előadás
- Sides
- Jel
- jelek
- aláírások
- jelentős
- óta
- alvás
- Pillanatkép
- So
- néhány
- terek
- Szikra
- beszél
- különleges
- indítás
- Állami
- Lépés
- Még mindig
- tárolás
- tanulmányok
- Tanulmány
- Tanul
- kíséret
- támogató
- svájc
- szinapszisok
- Vesz
- tart
- Beszél
- csapat
- csapat
- mint
- hogy
- A
- azok
- Őket
- akkor
- elmélet
- Ott.
- Ezek
- ők
- dolog
- ezt
- azok
- bár?
- gondoltam
- három
- Keresztül
- egész
- szorosan
- alkalommal
- nak nek
- együtt
- vett
- szerszámok
- szállítható
- Fák
- valóban
- kettő
- típusok
- megértés
- egyetemi
- University of California
- használ
- használt
- használ
- segítségével
- keresztül
- Megnézem
- HANGOK
- volt
- hullámok
- Út..
- módon
- we
- háló
- webp
- voltak
- Mit
- amikor
- vajon
- ami
- míg
- WHO
- egész
- miért
- lesz
- nyer
- val vel
- szó
- Munka
- dolgozó
- művek
- Rossz
- év
- még
- te
- zephyrnet