Predstavitev
Možgani niso nič, če niso komunikativni. Nevroni so klepetalci tega pogovornega organa in se med seboj pogovarjajo z izmenjavo impulzov električne energije s pomočjo kemičnih prenašalcev sporočil, imenovanih nevrotransmiterji. S ponavljanjem tega procesa več milijard krat na sekundo možgani pretvorijo skupine kemikalij v usklajena dejanja, spomine in misli.
Raziskovalci preučujejo delovanje možganov s prisluškovanjem temu kemičnemu pogovoru. Toda nevroni govorijo tako glasno in pogosto, da jih je morda težko slišati, če obstajajo drugi, tišji glasovi.
Večino 20. stoletja so se nevroznanstveniki večinoma strinjali, da so nevroni edine možganske celice, ki širijo električne signale. Za vse druge možganske celice, imenovane glia, se je mislilo, da imajo zgolj podporne vloge. Nato se je leta 1990 pojavil nenavaden pojav: raziskovalci opazovana astrocit, podvrsta glialne celice, ki se odziva na glutamat, glavni nevrotransmiter, ki ustvarja električno aktivnost.
V desetletjih od takrat so raziskovalne skupine prišle do nasprotujočih si dokazov, nekateri poročajo, da astrociti signalizirajo, drugi pa odgovarjajo, da zagotovo ne. Nesoglasje se je pokazalo na konferencah in v pregleda po pregleda dokazov. Zdelo se je, da sta obe strani nezdružljivi.
Nov članek, objavljen v Narava septembra predstavlja najboljši dokaz doslej, da lahko astrociti signalizirajo, ki ga je v osmih letih zbirala ekipa, ki jo je vodil Andrea Volterra, gostujoč profesor na Wyssovem centru za bio in nevro inženirstvo v Ženevi v Švici. Študija vključuje dva ključna dokaza: slike glutamata, ki teče iz astrocitov, in genetske podatke, ki kažejo, da imajo te celice, imenovane glutamatergični astrociti, celični stroj za uporabo glutamata na način, kot ga imajo nevroni.
Dokument tudi pomaga razložiti desetletja protislovnih ugotovitev. Ker lahko samo nekateri astrociti izvajajo to signalizacijo, imata obe strani polemike v nekem smislu prav: rezultati raziskovalca so odvisni od tega, katere astrocite so vzorčili.
"Ta študija je tako kul, ker ponuja razlago, zakaj sta oba podatka obstajala in si nasprotovala," je dejal Christopher Dulla, profesor nevroznanosti na Univerzi Tufts, ki preučuje astrocitno signalizacijo in ni bil vključen v novo delo. "Navadno ga kupim."
Odkritje odpira možnost, da nekateri astrociti tvorijo bistven del možganskega vezja. "Vse bolj in bolj prihajamo do ideje, da pri delovanju možganov sodelujejo vse vrste celic," je dejal Volterra. "Je veliko bolj integriran, kot se je mislilo prej."
Komunikativni splet
Vsesplošno ime "glia" - iz grške besede za "lepilo" - za vse možganske celice, ki niso nevroni, kot so astrociti, izraža prvotno mnenje znanstvenikov, da je bil njihov glavni namen držati nevrone skupaj. Toda od prvega opisa astrocitov leta 1865 so raziskovalci odkrili, da zmorejo veliko več. Prvič, imajo receptorje za glutamat, ki jih uporabljajo za odkrivanje in čiščenje odvečnih nevrotransmiterjev v prostorih okoli nevronov.
Kar je bilo manj jasno, je, ali lahko uporabljajo glutamat za ustvarjanje električnega signala sami. Leta 1994 so raziskovalci stimulirane astrocite v posodo in videl, da se bližnji nevroni odzivajo tako, da se pripravljajo na pošiljanje signala. In leta 1997, Volterra in njegovi kolegi opazili obratno: Podganji astrociti so odgovorili na klice nevronov z nihajočimi valovi signalne molekule kalcija. Od leta 2000 do 2012 so raziskovalci objavili več kot 100 dokumentov, ki so poročali o dokazih v prid sposobnosti astrocitov, da komunicirajo preko sinaps.
Toda drugi so se spraševali, kako so bili ti dokazi zbrani in interpretirani. Leta 2014 so na primer raziskovalci odkril da je bil ključni model miši pomanjkljiv, kar je sprožilo vprašanja o predhodnih študijah, ki so uporabljale te miši.
Medtem se je pogled na astrocite razvijal in znanstveniki so jih začeli obravnavati kot aktivne udeležence pri obdelavi informacij v možganih. Medtem ko so nevroni in njihovi razvejani dendriti pogosto prikazani kot drevesa, so astrociti bolj podobni glivam, ki tvorijo tesno tkano preprogo, ki prekriva možgane in izmenjuje informacije med svojimi sestavnimi deli. Na ta način se zdi, da astrociti tvorijo usklajeno mrežo, ki vpliva na nevronsko aktivnost. Na primer, leta 2016 je Kira Poskanzer med izvajanjem nevroznanstvenih raziskav na Univerzi Kalifornije v San Franciscu odkril da lahko mišji astrociti z uravnavanjem glutamata spodbudijo bližnje nevrone, da vstopijo v stanje ritmičnega spanja.
"To je manj kot posamezna celica, ki počne svoje stvari, in bolj kot del celotne skupine celic, ki delajo skupaj," je dejal Poskanzer, zdaj v biotehnološkem zagonu Arcadia Science.
Vendar pa obstaja razlika med brisanjem glutamata in resničnim ustvarjanjem signalov. Volterra je verjel, da so nekateri astrociti sposobni slednjega. Toda da bi to dokazal, je potreboval dokaze, da lahko astrociti pošiljajo signale in imajo prava orodja za to na ustrezne in smiselne načine.
Nov razred možganskih celic
Volterra je izkoristil nov pristop k preučevanju možganov: enocelično zaporedje RNA, ki naredi posnetek celotnega nabora genov, aktivnih v posameznih celicah v tkivu. S prečesavanjem osmih zbirk podatkov mišjih hipokampalnih celic je identificiral devet skupin astrocitov, ki se razlikujejo po njihovi genski aktivnosti. Astrociti v eni - in edini - skupini so prepisali beljakovine, za katere je znano, da sodelujejo pri shranjevanju, sproščanju in transportu nevrotransmiterjev z uporabo veziklov, kot se dogaja v nevronih. Celice niso bile enakomerno porazdeljene po možganski regiji ali celo po določenih vezjih.
Da bi ugotovili, ali imajo ljudje te celice, sta Volterra in njegova ekipa preiskala tri baze podatkov človeških hipokampalnih celic za enake beljakovinske podpise, ki so jih videli v mišjih astrocitih. Podpisi so se pojavili v vseh treh nizih podatkov.
Ti genetski podatki pa so bili še vedno posredni dokazi. Volterra je moral pokazati signalizacijo v akciji. On in njegova ekipa sta simulirala nevronski signal astrocitom v rezinah mišjih možganov in posnela slike molekul, ki jih sproščajo astrociti. Nekateri - vendar ne vsi - astrociti so se odzvali z glutamatom. In ko so raziskovalci preprečili astrocitom uporabo veziklov, celice niso mogle več sproščati glutamata.
Volterri so bili dokazi jasni. »Imeli smo prav. Obstajajo astrociti, ki sproščajo glutamat,« je dejal. "Ampak tudi zmotili smo se, ker smo mislili, da vsi astrociti sproščajo glutamat."
Ugotovitve skoraj zagotovo spreminjajo trenutno razumevanje načina komuniciranja možganov, je dejal Dmitri Rusakov, profesor nevroznanosti na University College London, ki ni bil vključen v delo. Na kakšen način pa je odprto vprašanje.
Vedeti, da lahko astrociti signalizirajo, je le prvi korak. To dejstvo ne odgovarja na to, kako se sinapse odzivajo na astrocitni glutamat. Ne pove, katere funkcije zahtevajo signalizacijo astrocitov namesto nevronov ali poleg njih. Ne pojasnjuje, zakaj imajo nekatera področja možganov več glutamatergičnih astrocitov kot druga, ali zakaj podskupina uporablja to funkcijo, medtem ko ostala ne.
Namesto tega, kot vsa nova odkritja, postavlja nova vprašanja, na katera znanost mora odgovoriti.
"Imamo veliko dokazov," je dejal Rusakov. "Zdaj potrebujete teorijo, da vse skupaj sestavite."
Quanta izvaja vrsto anket, da bi bolje služil svojemu občinstvu. Vzemite našo anketa bralcev biologije in vključeni boste v brezplačno zmago Quanta trgovsko blago.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
- PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
- vir: https://www.quantamagazine.org/these-cells-spark-electricity-in-the-brain-theyre-not-neurons-20231018/
- : je
- :ne
- ][str
- $GOR
- 100
- 1994
- 2000
- 2012
- 2014
- 2016
- 20.
- a
- sposobnost
- O meni
- Račun
- čez
- Ukrep
- dejavnosti
- aktivna
- dejavnost
- Poleg tega
- Prednost
- po
- dogovorjene
- vsi
- skoraj
- Prav tako
- med
- an
- in
- Še ena
- odgovor
- zdi
- pojavil
- pristop
- SE
- območja
- okoli
- AS
- At
- Občinstvo
- BE
- ker
- bilo
- pred
- Začetek
- Menimo
- BEST
- Boljše
- med
- milijardah
- biotehnološka
- telo
- tako
- Obe strani
- Brain
- Možganske celice
- vendar
- nakup
- by
- Kalcij
- california
- se imenuje
- poziva
- CAN
- lahko
- Celice
- center
- Stoletje
- Zagotovo
- kemijske
- Christopher
- razred
- jasno
- sodelavci
- College
- kako
- komunicirajo
- dokončanje
- vodenje
- konference
- V nasprotju
- Razmislite
- sestavni
- polemiko
- Pogovor
- pogovorni
- Cool
- usklajeno
- bi
- radovedna
- Trenutna
- datum
- nabori podatkov
- baze podatkov
- desetletja
- vsekakor
- opis
- odkrivanje
- Razlika
- odkril
- Odkritje
- jed
- Razločen
- porazdeljena
- do
- Ne
- tem
- poimenovan
- elektrika
- pojavile
- Inženiring
- Vnesite
- vneseno
- bistvena
- Tudi
- enakomerno
- dokazi
- razvija
- Primer
- presežek
- izmenjava
- Pojasnite
- Razlaga
- Dejstvo
- prednost
- Ugotovitve
- prva
- pomanjkljiv
- Teče
- za
- obrazec
- Francisco
- brezplačno
- iz
- funkcija
- funkcije
- zbranih
- ustvarjajo
- ustvarja
- ustvarjajo
- genetska
- Ženeva
- Glia
- prisodil
- grški
- imel
- Trdi
- Imajo
- he
- slišati
- Pomaga
- njegov
- držite
- Kako
- Vendar
- HTTPS
- človeškega
- Ideja
- identificirati
- if
- slike
- in
- vključuje
- individualna
- Podatki
- začetna
- Namesto
- integrirana
- v
- vključeni
- IT
- ITS
- Ključne
- znano
- v veliki meri
- manj
- kot
- London
- več
- stroji
- revije
- Glavne
- smiselna
- spomini
- trgovsko blago
- morda
- Model
- molekula
- več
- Najbolj
- veliko
- Ime
- Narava
- Nimate
- potrebna
- Neuroni
- Nevroznanost
- Novo
- NIH
- št
- nič
- zdaj
- of
- pogosto
- on
- ONE
- samo
- odprite
- Odpre
- or
- Ostalo
- drugi
- naši
- ven
- več
- lastne
- Papir
- članki
- del
- Udeleženci
- Sodelovanje
- deli
- ljudje
- za
- Izvedite
- pojav
- kosov
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- igral
- pozira
- možnost
- priprava
- darila
- Predhodna
- Postopek
- obravnavati
- Učitelj
- dokazilo
- Beljakovine
- Beljakovine
- Dokaži
- zagotavlja
- objavljeno
- izključno
- Namen
- dal
- Quantamagazine
- vprašanje
- Vprašanje
- vprašanja
- dvig
- PODGANA
- Bralec
- okolica
- uravnavanje
- sprostitev
- sprosti
- pomembno
- Poročanje
- zahteva
- Raziskave
- raziskovalci
- Odzove
- odziva
- REST
- Rezultati
- Pravica
- RNA
- vloge
- Je dejal
- Enako
- San
- San Francisco
- Videl
- pravijo,
- Znanost
- Znanstveniki
- drugi
- glej
- zdi se
- zdelo
- videl
- pošljite
- Občutek
- september
- zaporedje
- Serija
- služijo
- Kompleti
- Delnice
- Prikaži
- Strani
- Signal
- signali
- Podpisi
- pomemben
- saj
- spanje
- Posnetek
- So
- nekaj
- prostori
- Spark
- govorijo
- specifična
- zagon
- Država
- Korak
- Še vedno
- shranjevanje
- Študije
- študija
- Študij
- apartma
- podporni
- švica
- Sinopsi
- Bodite
- meni
- Pogovor
- skupina
- Skupine
- kot
- da
- O
- njihove
- Njih
- POTEM
- Teorija
- Tukaj.
- te
- jih
- stvar
- ta
- tisti,
- čeprav?
- mislil
- 3
- skozi
- vsej
- tesno
- krat
- do
- skupaj
- vzel
- orodja
- prevoz
- Drevesa
- resnično
- dva
- Vrste
- razumevanje
- univerza
- Univerza v Kaliforniji
- uporaba
- Rabljeni
- uporablja
- uporabo
- preko
- Poglej
- GLASOVI
- je
- valovi
- način..
- načini
- we
- web
- webp
- so bili
- Kaj
- kdaj
- ali
- ki
- medtem
- WHO
- celoti
- zakaj
- bo
- zmago
- z
- beseda
- delo
- deluje
- deluje
- Napačen
- let
- še
- Vi
- zefirnet