Beyindeki Bağlantı Esnekliği: Yeni Doğan Ve Yetişkin Nöronlar Nasıl Birbirlerine Bağlanır?
Nörobiyolojideki temel amaçlardan biri, beyin devrelerinden gelen elektrik sinyallerinin akışının algı, eylem, düşünce, öğrenme ve anıları nasıl arttırdığını anlamaktır.
Alabama Üniversitesi Birmingham Nörobiyoloji Bölümü'nde doçent olan Linda Overstreet-Wadiche, Ph.D. ve Jacques Wadiche, anıları şekillendirmeye yardımcı olan beynin bir bölümüne(hipokampus gyrus dişi) odaklandılar ve bu çabayla en son makalelerini yayınladılar.
Gyrus dişi, beyinde sadece yetişkinlerde yeni nöronların oluştuğu iki bölgeden biridir. Gyrus dişinde yeni sinir hücresi granülü yapıldığında, devre fonksiyonuna katkıda bulunmak için hücrede sinapslar veya bağlantılar oluşturularak bağlanılmasına ihtiyaç duyar. Dişteki hücre zerrecikleri, beyindeki diğer bölgelerdeki duyusal ve mekânsal girdileri işleyen kortikal bir beyin bölgesi olan entorinal korteksten elektrik sinyalleri alan devrenin bir parçasıdır. Gyrus dişi, bu duyusal ve mekânsal bilgiyi birleştirerek, eşsiz bir deneyim hafızası oluşturur.
Overstreet-Wadiche ve UAB meslektaşları temel bir soru sordu: madem korteksdeki nöronların sayısı aynı kalırken gyrus dişinde bulunan nöronların sayısı sinir dokusu gelişimi ile artıyor, beyin, kortikal nöronlardan yeni granül hücrelere ek sinapslar yaratır mı veya bazı kortikal nöronlar bağlantılarını olgun granül hücrelerinden yeni granül hücrelerine aktarır mı? Onların cevabı, daha çok yeni nöron üretmek ya da yenidoğan nöronları öldürmek için genetiği değiştirilmiş farelerde yapılan bir dizi elektrofizyoloji, dendritik omurga yoğunluğu ve immünohistokimya deneyleri yoluyla alındı ve cevap ikinci modeli destekliyor, bazı kortikal nöronlar bağlantılarını olgun granül hücrelerinden yeni granül hücrelerine aktarır.
Eski ve yeni nöronlar arasındaki sinapsların yeniden dağıtımının gyrus dişi fonksiyonuna nasıl yardımcı olduğunu anlamak için kapıyı aralar. Bu durum cevap bulmakta çok zorlandığımız sorulara yol açar. Bu yeniden dağıtım mevcut anıları bozar mı? Bu yeniden dağılım, sinir doku oluşumunu arttırmanın doğal bir yolu olan egzersizin faydalı etkileri ile nasıl ilişkilidir?
Overstreet-Wadiche : “Son 10 yılda, muhtemelen yeni hücrelerin kazanma eğilimi gösteren rekabetçi bir süreçle eski ve yeni nöronlar arasındaki sinapsların yeniden dağıtılmasını destekleyen kanıtlar olmuştur. Bulgularımız önemlidir, çünkü yeni hücrelerin bağlantı kazanması için eski hücrelerin bağlantılarını kaybettiğini doğrudan göstermektedir. Böylece yetişkinlerde sinir doku oluşum süreci ağa yeni hücreler eklememekle kalmaz, mevcut ağın esnekliğini de arttırır.” diyor.
Overstreet-Wadiche : “Sinir doku gelişiminin neden olduğu plastisitenin bu beyin bölgesinin işlevine nasıl katkıda bulunduğu keşfetmek ilginç olacaktır. Sinir doku gelişimi, tipik olarak yeni bilgilerin edinimi ile ilişkilidir, fakat bazı çalışmalar, sinir doku gelişiminin ayrıca mevcut anıların "unutulmasını" teşvik ettiğini de ileri sürmüştür.” diye ekliyor.
Araştırmacılar ayrıca beklenmedik bir şekilde, apoptozdaki(planlı hücre ölümü) rolünden dolayı tanınan Bax geninin gyrus dişinde sinaptik budamalarda rol oynadığını keşfettiler. Hücre ölümünü kontrol eden hücresel mekanizmaların aynı zamanda sinaptik bağlantıların gücünü ve sayısını kontrol ettiğine dair güçlü kanıtlar vardır. Sinaptik plastisite olarak adlandırılan uygun sinaps güçlendirme ve zayıflama dengesi, uygun beyin fonksiyonu için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, sinaptik budamanın nasıl gerçekleştiğini anlamak, nörogelişimsel bozuklukları aydınlatabilir ve sinaptik budamanın ters gittiği nörodejeneratif hastalıklarda patolojik sinaps kaybına katkıda bulunabilir.
Çeviren: Barış Uçar Bilime Yön Veren Cevaplar Kaynaklar:
More information: Elena W Adlaf et al, Adult-born neurons modify excitatory synaptic transmission to existing neurons, eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.19886
Journal reference: eLife
Provided by: University of Alabama at Birmingham