Beyin plastisitesi hakkında onlarca yıllık varsayımlar yükseldi
PITT araştırmacılarından yapılan yeni bir çalışma, beynin farklı plastisite türlerine ulaşmak için farklı iletim alanlarını-paylaşılan bir yer değil-kullandığını göstererek, sinirbilimde onlarca yıllık bir varsayıma meydan okuyor. Yayınlanan bulgular Bilim ilerlemeleribeynin stabiliteyi esneklik ile nasıl dengelediğine, öğrenme, hafıza ve zihinsel sağlık için gerekli bir süreç hakkında daha derin bir anlayış sağlayın.
Nöronlar, bir nöronun presinaptik bir terminalden nörotransmitter adı verilen kimyasal habercileri serbest bıraktığı sinaptik iletim adı verilen bir işlemle iletişim kurar. Bu moleküller, sinaptik yarık adı verilen mikroskobik bir boşluk boyunca hareket eder ve komşu bir postsinaptik nöron üzerindeki reseptörlere bağlanır ve bir yanıtı tetikler.
Geleneksel olarak, bilim adamları spontan iletimlere (rastgele meydana gelen sinyaller) ve uyarılmış iletimlerin (duyusal girdi veya deneyim ile tetiklenen sinyaller) bir tür kanonik sinaptik bölgeden kaynaklandığına ve paylaşılan moleküler makinelere dayandığına inanıyorlardı. Bir fare modelini kullanarak, Kenneth P. Dietrich Sanat ve Bilimler Okulu'nda sinirbilim doçenti olan Oliver Schluter liderliğindeki araştırma ekibi, beynin her biri kendi gelişim zaman çizgisi ve düzenleyici kurallarına sahip bu iki tür aktivitenin düzenlenmesini yapmak için ayrı sinaptik iletim alanları kullandığını keşfetti.
Sinirbilim Bölümü'nde araştırma görevlisi ve çalışmanın ilk yazarı Yue Yang, "Kortikal görsel işleme başladığı birincil görsel kortekse odaklandık" dedi. Diyerek şöyle devam etti: "Spontan ve uyarılmış iletimlerin benzer bir gelişimsel yörüngeyi takip etmesini bekledik, ancak bunun yerine göz açılmasından sonra ayrıldıklarını gördük."
Beyin görsel girdi almaya başladığında, uyarılmış iletimler güçlenmeye devam etti. Buna karşılık, spontan iletimler yayılır, bu da beynin iki sinyal moduna farklı kontrol formları uyguladığını düşündürmektedir.
Nedenini anlamak için, araştırmacılar postsinaptik tarafta aksi takdirde sessiz reseptörleri aktive eden bir kimyasal uyguladılar. Bu, kendiliğinden aktivitenin artmasına neden olurken, uyarılmış sinyaller değişmeden kaldı - iki tür iletim türünün fonksiyonel olarak farklı sinaptik bölgelerden çalıştığına dair güçlü kanıtlar.
Bu bölünme muhtemelen beynin uyarılmış aktivite yoluyla davranışsal olarak ilgili yolları rafine ederken spontan sinyal yoluyla tutarlı arka plan aktivitesini korumasını sağlar. Bu ikili sistem, öğrenme sırasında sinirsel bağlantıları güçlendiren deneyime bağlı süreç olan hem homeostaz hem de Hebbian plastisitesini destekler.
Yang, "Bulgularımız beyindeki önemli bir organizasyon stratejisi ortaya koyuyor." Dedi. "Bu iki sinyal modunu ayırarak, beyin hala uyum sağlayacak ve öğrenecek kadar esnek kalabilirken stabil kalabilir."
Çıkarımlar geniş olabilir. Sinaptik sinyallemedeki anormallikler otizm, Alzheimer hastalığı ve madde kullanım bozuklukları gibi durumlarla ilişkilendirilmiştir. Bu sistemlerin sağlıklı beyinde nasıl işlediğinin daha iyi anlaşılması, araştırmacıların hastalıkta nasıl bozulduklarını belirlemelerine yardımcı olabilir.
Yang, "Beynin normalde farklı sinyal türlerini nasıl ayırdığını ve düzenlediğini öğrenmek bizi nörolojik ve psikiyatrik durumlarda neyin yanlış gidebileceğini anlamaya yaklaştırıyor." Dedi.