Elke machine heeft een bedieningspaneel om diverse functies te bedienen, met name het in- en uitschakelmechanisme.
Ooit afgevraagd of onze hersenen er ook een hadden waar men de functies van de hersenen kon controleren?
Nou, nieuw onderzoek suggereert een "volume moleculaire knop" die de elektrische signalen in de hersenen regelt bij het leren en vooral bij het geheugen.
Dit zou het master switch mechanisme kunnen zijn dat een game-changer kan zijn voor neurale aandoeningen.
Het door Michael Hoppa en zijn team gepubliceerde onderzoek suggereert hoe het reguleren van elektrische signalen een belangrijke rol zou kunnen spelen. De studie draaide om de identificatie van moleculen die het signaal reguleren.
DE GEDACHTE ACHTER HET ONDERZOEK
Synapsen zijn de knooppunten waar de elektrische signalen tussen de zenuwcellen worden overgedragen.
Deze elektrische signalen worden door de hersenen omgezet in chemische neurotransmitters die door synaptische gaten reizen. Het team beschreef hoe de vormen van elektrische signalen de werking van synapsen ten goede komen.
De neuronen die geactiveerd worden tijdens de neurotransmissie hebben verschillende patronen.
Deze veranderingen in vormen en aantallen leiden tot het versterken of verzwakken van de synapsen (ook wel synaptische plasticiteit genoemd).
Wanneer de hersencellen aan beide uiteinden van de synaps voortdurend chemische signalen uitwisselen, vindt langetermijnpotentiëring plaats (LTP).
Deze LTP verbetert de signalering tussen cellen en synapsen en leidt ook tot versterking van synapsen. Deze LTP is de basis voor leren en herinneringen in de hersenen op een plaats die de hippocampus wordt genoemd.
De onderzoekers richtten hun studie op de hippocampus in de hersenen. Zij ontdekten dat de signalen die over de synaps in dit gebied worden doorgegeven, analoog zijn.
Het team ontdekte dat de elektrische signalen of de "pieken" werden geleverd in de vorm van analoge signalen en niet van digitale signalen.
Deze ontdekking maakte de weg vrij voor een duidelijker begrip van het mechanisme. Deze analoge signalen maakten het gemakkelijker om de sterkte van het hersencircuit te regelen.
De molecule die deze elektrische signalen regelt werd ook gevonden. De molecule Kvβ1 verruimt de presynaptische actie.
Deze molecule regelt niet alleen de kaliumstroom, maar helpt ook bij het vormgeven van de elektrische signalen.
Toen zij eerder het experiment uitvoerden, sloten zij het Kvβ1 molecuul in de muizen uit. Al snel toonden de resultaten een tegenovergestelde reactie, er was een drastische impact op de slaap- en geheugencyclus van de muizen.
Dit bevestigde de positieve werking van de molecule in het systeem.
Daarnaast onthult hun onderzoek ook hoe een enkele elektrische impuls meerdere bits van de informatie kan vervoeren die meer controle mogelijk maakt bij lage frequentiesignalen.
Dit betekent dat onze hersenen veel efficiënter zijn dan men zich kan voorstellen. Technisch gezien voeren onze hersenen supercomputertaken uit bij lage elektrische signalen.
Hun onderzoek maakte het mogelijk de spanning en neurotransmitter te meten met behulp van licht, dat op zijn beurt de elektrische signalen in de synaptische verbindingsplaatsen meet.
Dit veranderde het perspectief en verbreedde het onderzoek op het gebied van moleculaire regulatoren die een vitale rol spelen in de hersenactiviteit.
Deze ontdekking maakt een geheel nieuwe weg voor geneesmiddelen mogelijk. Dit zou kunnen leiden tot de ontdekking van nieuwe medicijnafgifte bij dementie of Alzheimer.
Moleculaire regulatoren zouden de sleutel kunnen zijn tot het benutten van de volledige hersencapaciteit. Veel neurologische ziekten zouden kunnen worden genezen als de juiste hersenstofwisselingsroute wordt gevonden.
Zoals ze zeggen dat leren de geest nooit uitput, het is een kracht die de wereld kan veranderen. Deze ontdekking leidt ongetwijfeld tot een heel nieuw niveau van leren en kracht om het vast te houden.
Voor meer informatie over hun onderzoek, zie de onderstaande referentie.
Referentie :
In Ha Cho, Lauren C. Panzera, Morven Chin, Scott A. Alpizar, Genaro E. Olveda, Robert A. Hill, Michael B. Hoppa. De kaliumkanaal-subeenheid Kvβ1 dient als een belangrijk controlepunt voor synaptische facilitatie. Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschappen, 2020; 202000790
DOI: 10.1073/pnas.2000790117
Abonneer u op onze nieuwsbrief
Exclusieve inhoud van hoge kwaliteit over effectieve visuele
communicatie in de wetenschap.
Dutch 
English 
Chinese 
Czech 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak