Όλα τα περιεχόμενα του iLive ελέγχονται ιατρικά ή ελέγχονται για να διασφαλιστεί η όσο το δυνατόν ακριβέστερη ακρίβεια.
Έχουμε αυστηρές κατευθυντήριες γραμμές προμήθειας και συνδέουμε μόνο με αξιόπιστους δικτυακούς τόπους πολυμέσων, ακαδημαϊκά ερευνητικά ιδρύματα και, όπου είναι δυνατόν, ιατρικά επισκοπικά μελέτες. Σημειώστε ότι οι αριθμοί στις παρενθέσεις ([1], [2], κλπ.) Είναι σύνδεσμοι με τις οποίες μπορείτε να κάνετε κλικ σε αυτές τις μελέτες.
Εάν πιστεύετε ότι κάποιο από το περιεχόμενό μας είναι ανακριβές, παρωχημένο ή αμφισβητήσιμο, παρακαλώ επιλέξτε το και πατήστε Ctrl + Enter.
Ερευνητές εντοπίζουν έναν νέο μηχανισμό νευροπλαστικότητας που συνδέεται με τη μάθηση και τη μνήμη
Τελευταία επισκόπηση: 02.07.2025
Οι νευρώνες είναι σημαντικοί, αλλά δεν είναι οι μόνοι παράγοντες που συμμετέχουν στη διαδικασία. Πράγματι, ο «χόνδρος» με τη μορφή συστάδων μορίων εξωκυτταρικής μήτρας που ονομάζονται θειικές χονδροϊτίνες και βρίσκονται στο εξωτερικό των νευρικών κυττάρων είναι αυτός που παίζει βασικό ρόλο στην ικανότητα του εγκεφάλου να αποκτά και να αποθηκεύει πληροφορίες.
Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Cell Reports περιγράφει έναν νέο μηχανισμό για την πλαστικότητα του εγκεφάλου ή πώς οι νευρωνικές συνδέσεις αλλάζουν ως απόκριση σε εξωτερικά ερεθίσματα. Η εργασία έχει τίτλο «Εστιακές συστάδες του περισυναπτικού πλέγματος προάγουν την πλαστικότητα και τη μνήμη που εξαρτώνται από τη δραστηριότητα σε ποντίκια».
Αυτή η εργασία είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ, του Πανεπιστημίου του Τρέντο και του Γερμανικού Κέντρου Νευροεκφυλιστικών Νοσημάτων (DZNE) στο Μαγδεμβούργο.
«Οι αισθητηριακές δεξιότητες και η ικανότητα κατανόησης του περιβάλλοντός μας εξαρτώνται από την εγκεφαλική δραστηριότητα, η οποία μας επιτρέπει να αντιλαμβανόμαστε και να επεξεργαζόμαστε ερεθίσματα από τον έξω κόσμο. Μέσω του εγκεφάλου μας, είμαστε σε θέση να αποκτούμε και να αποθηκεύουμε νέες πληροφορίες, καθώς και να θυμόμαστε πληροφορίες που έχουμε ήδη μάθει», λένε οι Γιούρι Μπότσι και Γκαμπριέλε Τσελίνι.
«Αυτό το συναρπαστικό φαινόμενο καθίσταται δυνατό χάρη στην ικανότητα του εγκεφάλου να αλλάζει συνεχώς τη δομή και την αποτελεσματικότητα των νευρωνικών συνδέσεων (συνάψεων) σε απόκριση σε εξωτερικά ερεθίσματα. Αυτή η ικανότητα ονομάζεται συναπτική πλαστικότητα. Η κατανόηση του πώς συμβαίνουν οι συναπτικές αλλαγές και πώς συμβάλλουν στη μάθηση και τη μνήμη είναι μία από τις σημαντικότερες προκλήσεις στη νευροεπιστήμη».
Ο Γιούρι Μπότσι είναι καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Τρέντο και συν-επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας. Ο Γκαμπριέλε Τσελίνι είναι ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης. Ο Τσελίνι άρχισε να εργάζεται σε αυτό το έργο το 2017 ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο της Σαμπίνα Μπερέτα (Νοσοκομείο McLean και Ιατρική Σχολή Χάρβαρντ, Βοστώνη) και ολοκλήρωσε την επιστημονική δημοσίευση ενώ εργαζόταν ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο του Μπότσι στο Πανεπιστήμιο του Τρέντο.
Στο επίκεντρο της μελέτης βρίσκονται οι θειικές χονδροϊτίνες, μόρια γνωστά για τον ρόλο τους στις αρθρώσεις που παίζουν επίσης σημαντική λειτουργία στην πλαστικότητα του εγκεφάλου, αποτελώντας αναπόσπαστο μέρος της εξωκυτταρικής μήτρας του εγκεφάλου, όπως ανακαλύφθηκε αρχικά από την ομάδα του Δρ. Alexander Dityatev το 2001.
Το 2007, μια ιαπωνική μελέτη περιέγραψε την παρουσία συστάδων θειικής χονδροϊτίνης, στρογγυλής μορφής και διάσπαρτων φαινομενικά τυχαία σε όλο τον εγκέφαλο. Η εργασία ξεχάστηκε, ωστόσο, μέχρι που το μεταφραστικό εργαστήριο νευροεπιστήμης της Sabina Berretta επανέφερε τις δομές στο επιστημονικό προσκήνιο μετονομάζοντάς τες σε συστάδες CS-6 (από τη θειική χονδροϊτίνη-6, η οποία προσδιορίζει την ακριβή μοριακή τους σύνθεση) και δείχνοντας ότι οι δομές σχετίζονται με νευρογλοιακά κύτταρα και είναι σημαντικά μειωμένες στον εγκέφαλο ατόμων με ψυχωσικές διαταραχές.
Στη συνέχεια, το 2017, ο Gabriele Cellini, που πρόσφατα προσλήφθηκε στο εργαστήριο του Berretta, ανέλαβε την αποστολή να αποκαλύψει τη λειτουργία αυτών των συστάδων.
«Αρχικά εξετάσαμε λεπτομερώς αυτές τις δομές, απεικονίζοντάς τες σε πολύ υψηλή ανάλυση. Διαπιστώσαμε ότι ουσιαστικά ήταν συστάδες συνάψεων επικαλυμμένων με CS-6, οργανωμένων σε ένα σαφώς αναγνωρίσιμο γεωμετρικό σχήμα. Στη συνέχεια, εντοπίσαμε έναν νέο τύπο συναπτικής οργάνωσης», λένε οι επιστήμονες.
«Σε αυτό το σημείο έπρεπε να γίνουμε λίγο «πειραματικοί δημιουργικοί». Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό συμπεριφορικών, μοριακών και εξελιγμένων μορφολογικών προσεγγίσεων, συνειδητοποιήσαμε ότι αυτές οι ενώσεις που ενθυλακώνονται σε συστάδες CS-6 αλλάζουν ως απόκριση στην ηλεκτρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο.»
«Τέλος, χάρη στη συνεργασία με τον Alexander Dityatev από το DZNE Magdeburg και τις προσπάθειες του Hadi Mirzapurdelawar από την ομάδα του, μειώσαμε την έκφραση του CS-6 στον ιππόκαμπο (την περιοχή του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνη για τη χωρική μάθηση) και αποδείξαμε ότι η παρουσία του CS-6 είναι απαραίτητη για τη συναπτική πλαστικότητα και τη χωρική μνήμη», επισημαίνουν οι Bozzi και Cellini.
«Αυτή η εργασία ανοίγει το δρόμο για έναν νέο τρόπο θεώρησης της λειτουργίας του εγκεφάλου. Είναι πιθανό όλες οι συνάψεις που σχηματίζονται σε διαφορετικούς νευρώνες εντός των συστάδων CS-6 να έχουν την ικανότητα να αντιδρούν μαζί σε συγκεκριμένα εξωτερικά ερεθίσματα και να συμμετέχουν σε μια κοινή λειτουργία που στοχεύει στις διαδικασίες μάθησης και μνήμης», σημειώνουν.
«Φαίνεται να αντιπροσωπεύουν ένα νέο υπόστρωμα για την ενσωμάτωση πληροφοριών και τον σχηματισμό συσχετίσεων σε πολυκυτταρικό επίπεδο», προσθέτουν οι Dityatev και Berretta.
Αυτή η εργασία είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ διαφόρων εργαστηρίων, συμπεριλαμβανομένου του Εργαστηρίου Μεταφραστικής Νευροεπιστήμης (Sabina Berretta· Νοσοκομείο McLean - Ιατρική Σχολή Χάρβαρντ, Βοστώνη), του Εργαστηρίου Έρευνας Νευροαναπτυξιακών Διαταραχών (Yuri Bozzi· CIMeC - Διεπιστημονικό Κέντρο Επιστήμης του Εγκεφάλου, Πανεπιστήμιο του Τρέντο) και του Εργαστηρίου Μοριακής Νευροπλαστικότητας (Alexander Dityatev· DZNE Magdeburg).