Развитие зрительной коры головного мозга зависит от опыта работы со светом

Крошечные молекулярные сигналы, которые определяют, как созревают связи между клетками мозга, когда глаза впервые видят свет, были обнаружены исследовательской группой Института обучения и памяти Пикауэра при Массачусетском технологическом институте и Департамента мозговых и когнитивных наук.

Работая с мозгом мышей, исследователи определили небольшие молекулы РНК, присутствие которых помогло установить связи между клетками, ответственными за восприятие и обработку сигналов света. Когда мозг созревает нормально, эти микро-РНК позволяют визуальным областям мозга преимущественно укреплять определенные связи в ответ на свет, который они получают из своего окружения, – процесс, известный как синаптическая пластичность. Однако, когда один или оба глаза лишены света, уровни этих микро-РНК снижаются, и связи не развиваются должным образом.

Наше исследование является первым, которое демонстрирует существование множества зависимых от опыта микро-РНК в зрительной коре и демонстрирует, что ингибирование одной из этих малых РНК вызывает глубокую потерю способности нейронов приспосабливаться к изменениям в своей Вход,?? – говорит постдок Николаос Меллиос, ведущий автор исследовательского отчета, опубликованного в текущем выпуске научного журнала Nature Neuroscience.

Такие исследования важны, потому что нейробиологи видят все больше доказательств того, что аномалии в развитии основной проводки мозга играют определенную роль в нарушениях мозга. Слишком высокий или слишком низкий уровень молекул микро-РНК может способствовать этим аномалиям.

12 авторов отчета работали в лаборатории Мриганка-Сур, Пол Э. Ньютон (1965) профессор неврологии в Массачусетском технологическом институте и в нескольких зарубежных исследовательских центрах.

Их исследования были сосредоточены на молекуле микро-РНК под названием miR-132, количество которой, как было показано, неуклонно увеличивалось по мере созревания области мозга, ответственной за зрение, первичной зрительной коры. И наоборот, уровни miR-132 снижались, когда животных выращивали в темноте.

Чтобы изучить, как miR-132 может повлиять на способность этой области мозга адаптироваться к меняющимся условиям, ученые временно сшили одно веко у мышей, чтобы нервные сигналы от этого глаза не доходили до нейронов зрительной коры. Поскольку другой глаз оставался открытым, нормально передавая информацию в кору, ученые могли изучить, как зрительная кора отвечает на смешанные сигналы, предлагая ключи к разгадке способности мозга адаптироваться к изменениям входных сигналов. Используя инновационный метод измерения активности в мозгу живых мышей в реальном времени, проведенный одним из первых авторов Хироки Сугихара, авторы продемонстрировали, что уменьшение miR-132 в нейронах задерживает их созревание и делает их неспособными реагировать на изменения сигналов. из двух глаз.

Ученые знают, что микро-РНК организуют экспрессию генов и кодируют белки в клетках, но мало что было известно о том, как эти молекулы вносят вклад в процессы развития мозга, которые зависят от опыта и внешнего окружения. Это исследование показывает, что они действительно играют важную роль в синаптической пластичности, особенно в чувствительные периоды раннего созревания.

Микро-РНК была открыта всего десять лет назад, но изучение этих молекул привело к совершенно новому пониманию того, как гены и генетические системы взаимодействуют друг с другом внутри живых организмов. Конечно, предстоит еще многому научиться.

6 комментариев к “Развитие зрительной коры головного мозга зависит от опыта работы со светом”

Оставьте комментарий