연구자들은 학습 및 기억과 관련된 새로운 신경 가소성 메커니즘을 발견했습니다.

뉴런은 중요하지만 그 과정에서 뉴런만이 역할을 하는 것은 아닙니다. 실제로 정보를 획득하고 저장하는 뇌의 능력에 중요한 역할을 하는 것은 신경 세포 외부에 위치한 황산 콘드로이틴이라고 불리는 세포외 기질 분자 클러스터인 '연골'입니다.

저널 Cell Reports에 발표된 연구에서는 뇌 가소성의 새로운 메커니즘, 즉 외부 자극에 반응하여 신경 연결이 어떻게 변화하는지 설명합니다. 논문 제목은 "초점 시냅스 주변 매트릭스 클러스터가 쥐의 활동 의존적 가소성과 기억을 촉진합니다."

이 연구는 하버드 의과대학, 트렌토 대학교, 마그데부르크에 있는 독일 신경퇴행성 질환 센터(DZNE) 간의 협력의 결과입니다.

"감각 능력과 환경을 이해하는 능력은 뇌의 활동에 달려 있습니다. 이를 통해 우리는 외부 세계에서 오는 자극을 인지하고 처리할 수 있습니다. 우리는 뇌를 통해 다음과 같은 새로운 정보를 획득하고 저장할 수 있습니다. Yuri Bozzi와 Gabriele Chelini처럼 우리가 이미 배운 정보를 기억하세요.

"이 놀라운 현상은 외부 자극에 반응하여 신경 연결(시냅스)의 구조와 효율성을 지속적으로 변경하는 뇌의 능력에 의해 가능해집니다. 이 능력을 시냅스 가소성이라고 합니다. 시냅스 변화가 어떻게 발생하고 이것이 어떻게 영향을 미치는지 이해합니다. 학습과 기억은 신경생물학의 주요 임무 중 하나입니다."

유리 보시(Yuri Bozzi)는 트렌토 대학교 교수이자 해당 기사의 공동 저자입니다. Gabriele Chelini는 이 연구의 첫 번째 저자입니다. Celini는 2017년 Sabina Berretta(보스턴 McLean 병원 및 하버드 의과대학)가 이끄는 연구실에서 박사후 연구원으로 이 프로젝트 작업을 시작했으며, 트렌토 대학 Bozzi 연구실에서 박사후 연구원으로 일하면서 과학 출판을 완료했습니다. /p>

이 연구는 원래 Alexander Dityatev 박사의 그룹이 발견한 바와 같이 관절에서 역할을 하는 것으로 잘 알려진 분자이자 뇌 가소성에서 중요한 기능을 수행하며 뇌의 세포외 기질의 필수적인 부분인 황산 콘드로이틴에 중점을 둡니다. 2001년에.

2007년 일본의 한 연구에서는 뇌에 무작위로 흩어져 있는 둥근 모양의 황산 콘드로이틴 클러스터가 존재한다고 설명했습니다. 그러나 이 연구는 Sabine Berretta의 중개 신경생물학 실험실이 이러한 구조를 과학계의 관심으로 다시 불러일으키고 CS-6 클러스터(정확한 분자 구성을 식별하는 콘드로이틴 황산염-6의 이름)로 이름을 바꾸고 이러한 구조가 다음과 같다는 것을 입증할 때까지 잊혀졌습니다. 신경교세포와 연관되어 있으며 정신병적 장애가 있는 사람의 뇌에서는 그 수가 크게 감소합니다.

그런 다음 2017년에 Berretta 연구실에 새로 고용된 Gabriele Celini는 이러한 클러스터의 기능을 밝혀내는 임무를 맡았습니다.

"우선 이 구조를 자세히 조사하여 매우 높은 해상도로 이미지화했습니다. 우리는 이것이 본질적으로 CS-6으로 코팅된 시냅스 클러스터이며 명확하게 인식할 수 있는 기하학적 모양으로 조직되어 있음을 발견했습니다. 그런 다음 새로운 유형의 시냅스를 식별했습니다. 조직은 "과학자들이라고 말합니다.

"이 시점에서 우리는 '실험적 창의성'을 발휘해야 했습니다. 행동, 분자 및 정교한 형태학적 접근 방식의 조합을 통해 우리는 CS-6 클러스터에 캡슐화된 이러한 화합물이 전기 활동에 반응하여 변화한다는 것을 깨달았습니다. 뇌."

"마지막으로 DZNE 마그데부르크의 Alexander Dityatev와의 협력과 그의 그룹의 Hadi Mirzapourdelawar의 노력 덕분에 우리는 해마(공간 학습을 담당하는 뇌 영역)에서 CS-6의 발현을 감소시키고 시연했습니다. CS-6의 존재는 시냅스 가소성과 공간 기억에 필요하다고 Bozzi와 Celini는 지적합니다.

"이 연구는 뇌 기능에 대한 새로운 관점을 제시합니다. CS-6 클러스터 내의 서로 다른 뉴런에 형성된 모든 시냅스는 특정 외부 자극에 함께 반응하고 다음을 목표로 하는 공통 기능에 참여할 수 있습니다. 학습과 기억 과정"이라고 언급했습니다.

Dityatev와 Berretta는 "이들은 다세포 수준에서 정보를 통합하고 연관성을 형성하기 위한 새로운 기반을 나타내는 것으로 보입니다."라고 덧붙입니다.

이 연구는 중개 신경생물학 연구소(Sabina Berretta, McLean Hospital - 보스턴 하버드 의과대학), 신경발달 장애 연구소(Yuri Bozzi, CIMeC - 뇌과학 학제간 센터)를 포함한 여러 연구소 간의 협력의 결과입니다., University of Trento) 및 분자 신경가소성(Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).