Podpůrné buňky v mozku hrají aktivní roli v paměti a učení

Astrocyty neurony početně výrazně převažují a umí si poradit s omezeným prostorem v hipokampu – odpojí nepotřebné synapse nebo spojení mezi neurony.

Hipokampus je malá část mozku klíčová mimo jiné pro paměť a učení. V článku publikovaném v Journal of Neuroscience autoři popisují mechanismy, kterými astrocyty regulují hipokampální okruh, který se během učení remodeluje. U myší vypozorovali, že pokud astrocyty produkují příliš mnoho proteinu zvaného ephrin-B1, objevují se problémy s pamětí. Jedna z autorů, profesorka biomedicínských věd na UC, Iryna M. Ethell vysvětluje, že dochází ke zhoršení udržení kontextuální paměti a schopnosti orientovat se v prostoru.

Neurony, glie a synapse

Nervovou soustavu tvoří dva základní typy buněk: neurony a početnější gliové buňky, mezi které řadíme mikroglie, astrocyty a oligodendrocyty. Vždy se předpokládalo, že neurony jsou aktivní pracující jednotky mozku a glie je pasivně podporují a vyživují. Čím dál víc prací však ukazuje, že ve skutečnosti i glie hrají aktivní role ve vývoji nervového systému. Například víme, že astrocyty pomáhají regulovat vznik a funkci synapsí. Mezineuronová komunikace je zprostředkovaná neurotransmitery, chemickými posly, které přenáší signály přes synapse. Dřívější výzkum spojil abnormální interakce mezi astrocyty a neurony s vývojovými a degenerativními poruchami mozku. Některé ze studií poukázaly i na spojitost abnormálních interakcí s poškozením paměti a učení, ale dosud nebyly identifikovány mechanismy těchto dějů.

Profesorka Ethell říká, že astrocyty, které exprimují příliš mnoho ephrinu-B1 mohou atakovat neurony a odstraňovat synapse. Takové ztráty synapsí byly pozorovány u Alzheimerovy nemoci, amyotrofické laterální sklerózy a jiných neurodegeneratinvích onemocnění.

Astrocyty odstraňují synapse

Vědci interakce mezi gliemi a neurony začali studovat na myších neuronech v laboratoři. Ukázalo se, že po přidání astrocytů produkujících nadbytek ephrinu-B1 k neuronům astrocyty zlikvidovaly synapse. To by v mozku znamenalo změny v okruzích pro paměť a učení, takže tento objev poukazuje na ovlivnění těchto procesů interakcemi mezi gliemi a neurony.

V dalším kroku se vědci zaměřili na živé myši. Když u nich zvýšili koncentraci ephrinu-B1, zvířata si nedokázala zapamatovat právě naučené chování.

Právě nadprodukce ephrinu-B1 by tedy mohla být mechanismem, který odstraňuje ze zdravého mozku nepotřebné synapse. Navíc je známo, že zvýšená produkce ephrinu-B1 je často pozorována u traumatických zranění mozku. Nadměrné odstraňování synapsí však představuje problém a vede k neurodegeneraci.

Zapomínání je nutné pro učení

V hipokampu – části mozku nejvíce spojované s pamětí – se nové synapse tvoří při učení nových věcí. A protože je v této malé oblasti omezený prostor, je nutné některé spoje odstranit, aby udělaly místo novým. Rovnováha mezi odstraňováním a vznikem synapsí je udržována změnami produkce ephrinu-B1 astrocyty. Před učením musíme nejdřív něco zapomenout, připomíná prof. Ethell. S kolegy pokračují ve výzkumu a hledají, proč jen některé astrocyty, nikoli všechny, odstraňují synapse. Už teď je jasné, že při studiu je nutné věnovat pozornost nejen neuronům, ale i gliovým buňkám.

Zdroj: Catharine Paddock pro Medical News Today, dostupné na https://www.medicalnewstoday.com/articles/322203.php

Zdroj: MT