• Eğlenceli genel forumlar arasında bir yıldız gibi parlayan en iyi genel forum sitesi Dipsiz Forum'a hoş geldiniz.

    Sadece 3 saniyenizi ayırarak, reklamsız ve güncel forumlar deryasına atlamaya ne dersiniz? Haydi, burası dipsiz bir forum, burada her şey var!

Sinirbilimciler, Beynin Bağlantıları Nasıl Geliştirdiğini Keşfediyor

Yeni Üye (2)

Azimli üye
Tam Üye
4 Nisan 2021
158
366
Bir üst klasör
Beyin anılar oluşturduğunda veya yeni bir iş öğrendiğinde, nöronlar arasındaki bağlantıları ayarlayarak yeni bilgileri kodlar. MIT (Masaçuses Teknoloji Enstitüsü) sinirbilimcileri, sinaps olarak da adlandırılan bu bağlantıların güçlendirilmesine katkıda bulunan yeni bir mekanizma keşfettiler.



Her sinapsta, bir presinaptik nöron, bir veya daha fazla postsinaptik alıcı hücreye kimyasal sinyaller gönderir. Bu bağlantıların nasıl geliştiğine dair önceki çalışmaların çoğunda, bilim adamları postsinaptik nöronların rolüne odaklanıyordu. MIT ekibi ise, yaptığı çalışmalarda presinaptik nöronların bağlantı gücünü de etkilediğini buldu.

Sinirbilimciler beynin gizemlerini çözüyor

MIT'nin bir üyesi olan Biyoloji ve Beyin ve Bilişsel Bilimler bölümlerinde profesör olan Troy Littleton, "Presinaptik tarafta ortaya çıkardığımız bu mekanizma, sinapsların nasıl değişebileceğini anlamak için elimizdeki araç setine yeni bir alet ekliyor" diyor Picower Öğrenme ve Hafıza Enstitüsü ve Neuron'un 18 Kasım sayısında görünen çalışmanın kıdemli yazarı.

Sinapsların bağlantılarını nasıl değiştirdiği hakkında daha fazla şey öğrenmek, bilim insanlarının otizm gibi nörogelişimsel bozuklukları daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Otizme bağlı genetik değişikliklerin çoğu sinaptik proteinleri kodlayan genlerde bulunur.

Beyni yeniden inşa etmek

Sinirbilim araştırmaları için en büyük sorulardan biri, beynin değişen davranış koşullarına tepki olarak kendini nasıl yeniden bağladığıdır; buna sinirbilim araştırma görevlisi "plastiklik" veya "esneklik" der. Bu, özellikle erken gelişim sırasında önemlidir, ancak beyin öğrenip yeni anılar oluştururken yaşam boyunca devam eder.



Son 30 yılda bilim insanları, postsinaptik bir hücreye gelen güçlü girdinin, nörotransmiterler için yüzeyine daha fazla reseptör göndermesine neden olduğunu ve presinaptik hücreden aldığı sinyali yükselttiğini keşfettiler. Uzun vadeli potansiyalizasyon (LTP) olarak bilinen bu fenomen, sinapsın kalıcı, yüksek frekanslı stimülasyonunu takiben meydana gelir. Çok düşük frekanslı uyarımın neden olduğu postsinaptik tepkinin zayıflaması olan uzun süreli depresyon (LTD), bu reseptörler çıkarıldığında ortaya çıkabilir.

Littleton, bilim adamlarının presinaptik nöronun rolüne daha az odaklandığını, bunun nedeninin ise kısmen yapılan çalışmanın daha zor olması olduğunu söylüyor.

Laboratuvar, presinaptik hücrelerin aksiyon potansiyelleri olarak bilinen elektriksel aktivite artışlarına yanıt olarak nörotransmiteri nasıl serbest bıraktığına dair mekanizma üzerinde çalışmak için birkaç yıl harcadı. Presinaptik nöron, aksiyon potansiyelinin elektriksel dalgalanmasını taşıyan bir kalsiyum iyon akışını kaydettiğinde, nörotransmiterleri depolayan veziküller, hücre zarına kaynaşır ve içeriklerini, postsinaptik nöron üzerindeki reseptörlere bağlandıkları hücre dışına dökerler.



Presinaptik nöron, spontan salınım adı verilen bir süreçte, aksiyon potansiyellerinin yokluğunda nörotransmiteri de serbest bırakır. Bu "minilerin" daha önce beyinde meydana gelen gürültüyü temsil ettiği düşünülüyordu. Bununla birlikte, Littleton ve Cho, minis'in sinaptik yapısal esnekliği sağlamak için düzenlenebileceğini buldu.

Sinapsların nasıl güçlendirildiğini araştırmak için Littleton ve Cho, meyve sineklerinde nöromüsküler kavşaklar olarak bilinen bir tür sinaps üzerinde çalıştı. Araştırmacılar, kısa bir süre içinde hızlı bir dizi aksiyon potansiyeli ile presinaptik nöronları uyardılar. Beklendiği gibi, bu hücreler nörotransmitteri aksiyon potansiyelleriyle eşzamanlı olarak saldı. Bununla birlikte, araştırmacılar şaşkınlık içinde, mini olayların elektriksel uyarı sona erdikten sonra büyük ölçüde arttığını buldular.

Littleton, "Beyindeki her sinaps bu küçük olayları tetikliyor, ancak insanlar bunları büyük ölçüde görmezden geliyor çünkü postsinaptik hücrede çok az miktarda aktivite başlatıyorlar" diyor Littleton. "Bu nöronlara güçlü bir aktivite atımı verdiğimizde, normalde çok düşük frekansta olan bu mini olaylar aniden yükseldi ve aşağı inmeden önce birkaç dakika yüksekte kaldı."



Sinaptik büyüme

Minis'in artışı, postsinaptik nöronu, presinaptik hücreye geri dönen ve PKA adı verilen bir enzimi aktive eden, hala tanımlanamayan bir sinyal faktörünü serbest bırakmaya teşvik ediyor gibi görünüyor. Bu enzim, normalde bir fren görevi gören kompleksin adı verilen vezikül proteini ile etkileşime girerek, ihtiyaç duyulana kadar nörotransmiteri serbest bırakmak için vezikülleri sıkıştırır. PKA tarafından uyarılma, kompleksi modifiye ederek, nörotransmiter veziküller üzerindeki tutuşunu serbest bırakarak mini olaylar üretir.

Bu küçük nörotransmiter paketleri yüksek hızlarda salındığında, presinaptik ve postsinaptik nöronlar arasında bouton olarak bilinen yeni bağlantıların büyümesini teşvik etmeye yardımcı olurlar. Bu, postsinaptik nöronu, presinaptik nöronun gelecekteki herhangi bir iletişimine daha da duyarlı hale getirir.

Littleton, “Tipik olarak hücre başına bu boutonlardan 70 kadar var, ama presinaptik hücreyi uyarırsanız, çok hızlı bir şekilde yeni boutonlar yetiştirebilirsiniz. Bu uyarma ile, oluşan sinaps sayısını ikiye katlayacak ” diyor.

Araştırmacılar, bu süreci sineklerin üç ila beş gün süren larva gelişimi boyunca gözlemlediler. Bununla birlikte, Littleton ve Cho, sinaptik işlevdeki akut değişikliklerin, geliştirme sırasında sinaptik yapısal esnekliğe de yol açabileceğini gösterdi.

Cho da, "Presinaptik terminaldeki makineler, yalnızca gelişimde değil, aynı zamanda öğrenme ve hafıza gibi davranışsal süreçler sırasında sinaptik değişikliklerin meydana gelebileceği daha olgun durumlarda da gerçekten önemli olabilecek belirli esneklik biçimlerini sürmek için çok keskin bir şekilde değiştirilebilir" diyor.



Wayne State Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde nöroloji profesörü olan ve araştırmaya dahil olmayan Maria Bykhovskaia, presinaptik nöronların plastisiteye nasıl katkıda bulunduğunu ilk ortaya koyanlar arasında olduğu için çalışmanın önemli olduğunu söylüyor.

Bykhovskaia, "Sinir bağlantılarının büyümesinin faaliyet tarafından belirlendiği biliniyordu, ancak özellikle neler olup bittiği çok net değildi" diyor. "Moleküler yolu belirlemek için Drosophila'yı güzelce kullandılar."

Littleton’ın laboratuvarı şimdi, complexin'in vezikül salımını nasıl kontrol ettiğine dair daha fazla mekanik ayrıntı bulmaya çalışıyor.

Neuroscientists reveal how the brain can enhance connections başlıklı yazıdan tercüme edilmiştir.
 
Moderatörler tarafından düzenlendi:
Top