Ученые Института Солка нанесли на карту, куда информация к 5 процентам прибывает из и, в процессе, разъяснила отношения двух типов нейронов к психиатрическому и сенсорному / двигательным расстройствам, соответственно. Различные коммуникационные пути, которые представляют эти два типа «межнейронов», могут предложить новые цели препарата беспорядков, столь же разнообразных как болезнь Паркинсона, OCD, депрессия и аутизм. Работа появилась в iLife журнала 1 мая 2018.
«Трудность с изучением striatal межнейроны состоит в том, что есть столь немногие из них», говорит Синь Цзинь, адъюнкт-профессор в Molecular Neurobiology Lab Солка и ведущий автор новой бумаги. «Это было действительно сложно, чтобы предназначаться всего для дюжины клеток головного мозга и узнать что-либо о причине и следствии».Два типа межнейрона учились, ChAT и ОБЪЕМ ПЛАЗМЫ, включите меньше чем 2 процента полных нейронов в striatum. То, что мало известно об их функции в striatum, прибывает из посмертных исследований ткани человеческого мозга. По сравнению со здоровой мозговой тканью образцы от пациентов с депрессией и шизофренией показывают уменьшения в межнейронах ChAT, в то время как образцы от людей с двигательными расстройствами, такими как болезнь Хантингтона, синдром Туретта и дистония показывают сокращения межнейронов ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ.
Но со столь немногими из каждого типа в мозговых, традиционных методах, таких как контроль деятельности клеток головного мозга не мог привести к достаточным данным, чтобы подтвердить точную функцию этих межнейронов. Таким образом, лаборатория Чжин проявила более глобальный подход.
Они использовали технику, введенную впервые ученым товарища Солка Эдвардом Каллэуэем, чтобы запрячь измененный вирус бешенства, помеченный с флуоресцентным маркером, чтобы отследить, какие клетки головного мозга общались друг с другом у мышей.При этом команда Salk обнаружила несколько интересных вещей: во-первых, та коммуникация сигналы к нейронам ChAT прибыла, прежде всего, из областей мозга, ответственного за познавательные функции; и, во-вторых, тот вход к нейронам ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ прибыл, главным образом, из сенсорно-двигательных областей. Вместе, они поддержали клинические наблюдения в человеческих пациентах и подразумевали их различные роли в познавательном против сенсорно-двигательной функции. Кроме того, команда обнаружила новую связь, которую никто не наблюдал прежде: группа нейронов назвала таламическое сетчатое ядро (TRN) что проект непосредственно к striatum.
Это было удивительно, потому что TRN, как думали, был ограничен в его прогнозах отделом головного мозга, для которого это называют, таламус.Поскольку результат TRN был так неожидан, Чжин и первый автор Джейсон Клуг затем стремились проверить их начальный результат бешенства с двумя независимыми методами: оптогенетика, которая использует свет, чтобы стимулировать нейроны, чтобы стрелять, и электрофизиология, которая делает запись электрической деятельности. Заставляя нейроны в TRN стрелять, исследователи сделали запись, ответили ли межнейроны ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ в striatum. Нейроны сделали, который утвердил доказательства коммуникации TRN-striatal.
«Комбинация методов была крайне важна для этого открытия и позволила нам исследовать неоткрытые или недооцениваемые исходные данные к striatal нейронам. Мы использовали отслеживание бешенства, чтобы показать анатомические исходные данные, и используемую электрофизиологию и оптогенетику, чтобы проверить функциональную возможность соединения», говорит Клуг, который является научным сотрудником в Salk.
Добавляет Чжин, «TRN, как долго думали, функционировал как относящийся к вниманию ‘центр внимания’, первоначально предложенный Фрэнсисом Криком в 1984. Наше открытие предлагает ранее неизвестный механизм, чтобы скоординировать внимание и действие посредством коммуникации TRN-striatal, и имеет важные последствия для функций мозга и в здоровье и в болезни».
Работа лаборатории продолжит определять функции ChAT и межнейронов ОБЪЕМА ПЛАЗМЫ в управлении поведением, и исследовать их, поскольку потенциал предназначается для того, чтобы лечить психиатрические и неврологические заболевания.