'Sel sokongan' otak berperanan aktif dalam ingatan dan pembelajaran
Penyelidikan baru memberikan bukti lebih lanjut bahawa sel glial melakukan lebih banyak daripada menyokong dan menyuburkan neuron, yang secara tradisional dikatakan sebagai sel yang bertanggungjawab untuk fungsi otak.
Tampaknya sel glial yang disebut astrosit - yang disebut kerana ia berbentuk serupa dengan bintang - memainkan peranan aktif dalam ingatan dan pembelajaran.
Ini menurut kajian baru dari University of California (UC), Riverside.
Pasukan ini mendapati bahawa astrosit - yang jumlahnya melebihi jumlah neuron - dapat menguruskan ruang terhad di hipokampus otak dengan memotong sinaps yang tidak diingini, atau hubungan antara neuron.
Hippocampus adalah bahagian otak kecil tetapi penting yang penting untuk ingatan dan pembelajaran.
Dalam makalah yang kini diterbitkan di Jurnal Neurosains, para penyelidik menerangkan bagaimana mereka meneroka mekanisme di mana astrosit mengatur "pembentukan semula rangkaian hippocampal semasa belajar."
Mereka mendapati bahawa ketika astrosit menghasilkan terlalu banyak protein yang disebut ephrin-B1, ia menyebabkan masalah ingatan pada tikus.
Sebagai penulis kajian senior, Iryna M. Ethell, yang merupakan profesor sains bioperubatan di UC Riverside's School of Medicine, menjelaskan, "[O] penghasilan protein ini dalam astrosit dapat menyebabkan pengekalan ingatan kontekstual dan kemampuan untuk menavigasi di angkasa lepas . "
Neuron, sel glial, dan sinapsis
Terdapat dua jenis sel utama di otak dan saraf tunjang: neuron; dan sel glial yang lebih banyak, yang terdiri daripada mikroglia, astrosit, dan oligodendrocytes.
Pada asalnya, difikirkan bahawa neuron adalah unit kerja aktif otak, dan peranan sel glial adalah untuk menyokong dan memelihara mereka secara pasif.
Tetapi semakin banyak penyelidikan menunjukkan bahawa sel glial jauh dari pasif dan memainkan peranan aktif dalam perkembangan otak dan sistem saraf.
Sebagai contoh, kita tahu bahawa astrosit membantu mengatur penjanaan dan fungsi sinaps, atau jarak antara hujung neuron dan neuron lain yang berkomunikasi dengannya.
Komunikasi adalah melalui utusan kimia, atau neurotransmitter, untuk membawa isyarat merentasi sinapsis.
Para penyelidik menyatakan bahawa kajian sebelumnya telah menghubungkan interaksi yang tidak normal antara astrosit dan neuron dengan gangguan perkembangan dan degeneratif otak.
Beberapa kajian ini juga mendapati bahawa interaksi yang tidak normal dikaitkan dengan gangguan memori dan pembelajaran. Namun, mereka tidak mengenal pasti mekanisme yang mendasari.
Mengikut penemuan mereka sendiri, Prof Ethell mengatakan bahawa dia dan rakannya percaya bahawa "astrosit yang mengekspresikan terlalu banyak ephrin-B1 dapat menyerang neuron dan menghilangkan sinapsis."
Jenis "kehilangan sinaps" ini telah diperhatikan pada Alzheimer, sklerosis lateral amyotrophic, dan penyakit neurodegeneratif lain.
Astrosit membuang sinaps
Para penyelidik mula mengkaji interaksi antara sel glial dan neuron dengan memeriksa pengaruh astrosit pada neuron tikus di makmal. Mereka mendapati bahawa ketika mereka menambahkan astrosit yang menghasilkan terlalu banyak ephrin-B1 ke neuron, mereka "memakan" sinapsis.
Penyingkiran sinaps di otak mengubah ingatan dan litar pembelajaran, jadi penemuan ini menunjukkan bahawa interaksi antara sel glial dan neuron cenderung mempengaruhi memori dan pembelajaran.
Untuk menerokainya lebih jauh, para saintis mengkaji kesannya pada tikus hidup. Ketika mereka meningkatkan tahap ephrin-B1 haiwan, mereka mendapati bahawa haiwan tersebut tidak dapat mengingat tingkah laku yang baru mereka pelajari.
Mungkin "pengeluaran berlebihan ephrin-B1 dapat menjadi mekanisme baru dengan mana sinaps yang tidak diinginkan dikeluarkan di otak yang sihat," spekulasi Prof Ethell.
Idea ini disokong oleh kenyataan bahawa peningkatan pengeluaran ephrin-B1 oleh astrosit sering diperhatikan pada kecederaan otak traumatik.
Tetapi, "penghapusan berlebihan" sinapsis dapat menyebabkan masalah dan menyebabkan neurodegenerasi, lanjut Prof Ethell.
Melupakan perlu untuk belajar
Di hippocampus - bahagian otak yang kebanyakannya berkaitan dengan ingatan - bentuk sinaps baru ketika kita belajar perkara baru.
Dan, kata Prof Ethell, kerana jumlah ruang yang terhad di wilayah kecil ini, perlu membersihkan beberapa sambungan yang tidak diingini untuk memberi ruang kepada yang baru sebagai bentuk kenangan baru.
Keseimbangan antara membuat sinapsis baru dan membersihkan yang tidak diingini dikekalkan dengan peningkatan dan penurunan pengeluaran ephrin-B1 oleh astrosit.
"Untuk belajar," kata Prof Ethell, "pertama kita harus lupa." Dia dan rakan-rakannya meneruskan penyelidikan sel glial dan ingin mengetahui mengapa hanya beberapa, dan tidak semua, astrosit yang membuang sinaps.
"Apa yang kami tahu pasti bahawa menargetkan hanya neuron untuk kajian tidak berkesan. Sel glial juga memerlukan perhatian kita. "
Prof Iryna M. Ethell
