Gesundheit

Wie Astrozyten helfen, das Gehirn die Informationen verarbeiten

Eine Zusammenarbeit zwischen den Labors von Vincent Bonin (NERF, ermächtigt, VIB, imec und KU Leuven) und Matthew Holt (VIB-KU Leuven Center for Brain & Krankheit-Forschung) zeigt, dass Noradrenalin eine wichtige Rolle spielt, wie — Astrozyten sternförmige Zellen im Gehirn eng verbunden mit Neuronen — track verschiedene Informationen während Verhalten. Die Forscher fanden heraus, dass Astrozyten integrieren können Informationen auf Erregung Staat und sinnliche Erfahrung. Die Ergebnisse sind veröffentlicht in der Aktuellen Biologie.

Noradrenalin im Gehirn

Wenn wir geweckt werden das Hormon Noradrenalin ausgeschüttet wird, das uns hilft, besser an emotionale Situationen im Vergleich zu neutralen. In früheren Studien, Noradrenalin gezeigt wurde, direkt zu beeinflussen Synapsen — Informationsaustausch Punkte zwischen Neuronen — in Regionen des Gehirns verantwortlich für die Verarbeitung von Emotionen. Jedoch, Noradrenalin wird freigesetzt, die über das gesamte Gehirn und regt eine Klasse von nicht-neuronalen Zellen, Astrozyten, was zu hören und zu reagieren, um lokal aktive Neuronen. Eine Frage blieb offen: do Astrozyten integrieren diese Gehirn-weite-signal mit der spezifischen Aktivität von lokalen neuronalen Netzwerken?

Beobachten Astrozyten

Um diese Frage zu beantworten, dres. Michal Slezak (VIB-KU Leuven Center for Brain & Krankheit-Forschung) und Steffen Kandler (NERF) eingesetzt, einem speziellen Mikroskop zur überwachung der Aktivität der Astrozyten in Mäusen. Bei Mäusen wurden vorgestellt, die mit visuellen reizen, in einigen Fällen Astrozyten treu geantwortet. „Es war so spannend! Wir wissen, dass, wenn Sie überprüfen Sie die neuronale Aktivität in der Hirnregion erhalten Eingänge aus der retina, die es genau spiegelt die Bewegung des visuellen Reizes. Aber dies ist das erste mal haben wir gesehen, dieses Muster, wenn gerade nicht-neuronalen Zellen“, sagt Dr. Bonin co-lead-Autor der Studie.

In einigen Fällen jedoch visuelle Reize nicht entlocken eine Antwort von der Astrozyten. Das Geheimnis wurde gelöst, wenn jedes Ereignis der visuellen stimulation wurde einzeln analysiert-es stellte sich heraus, dass Astrozyten wurden nur aktiv, wenn die Maus in der Bewegung war, und Sie wurden still, wenn die Maus war stationär. Slezak und Kandler weiter getestet, ob Noradrenalin ist das Molekül für diesen Effekt verantwortlich. Sie verwendet eine Verbindung, die verbraucht das Gehirn Noradrenalin und festgestellt, dass die astrozytären Reaktionen waren weitgehend zurückgegangen, auch wenn Mäuse waren in Bewegung. In anderen Worten, Noradrenalin notwendig ist, für Astrozyten reagieren auf lokale Anregung: Astrozyten sind die wirksame Integration von sensorischen und Verhaltensdaten.

Große Wirkung, wenig bekannten Zellen

„Dieser Roman finden, öffnet viele weitere Fragen. Frühere Studien über die Wirkung von Noradrenalin auf die Funktion des Gehirns konzentrierte sich ganz auf die Neuronen. Unsere Daten betont, dass Astrozyten spielen eine viel wesentlichere Rolle als bisher angenommen“, sagt Dr. Slezak.

„Die Idee, dass Astrozyten reagieren auf die neuronale Aktivität wurde im Umlauf für einige Zeit, aber Beweise für ein solches system fehlt in vivo. Unsere Arbeit füllt diese Lücke. Ich glaube nicht, dass irgendjemand wirklich erwartet, dass die Antwort wäre so stark beeinflusst von der Verhaltensforschung Zustand des Tieres“, ergänzt Dr. Matthew Holt, joint-lead-Autor der Studie. „Wir müssen nun herausfinden, wie dieser arbeitet auf molekularer Ebene und untersuchen die Funktion, die Folgen für das Gehirn.“