[ad_1]

براساس یک مطالعه دارتموث ، یک “دکمه حجم مولکولی” که سیگنال های الکتریکی مغز را تنظیم می کند ، به یادگیری و حافظه کمک می کند.

سیستم مولکولی عرض سیگنال های الکتریکی را که از طریق سیناپس های بین نورون ها عبور می کنند کنترل می کند.

کشف مکانیسم کنترل و شناسایی مولکولی که آن را تنظیم می کند می تواند به محققان در یافتن راه هایی برای مدیریت اختلالات عصبی از جمله بیماری آلزایمر ، پارکینسون و صرع کمک کند.

این مطالعه ، منتشر شده در اطلاعیه های آکادمی ملی علوم، اولین مطالعه در مورد چگونگی کمک شکلهای موج الکتریکی به عملکرد سیناپس را توصیف می کند.

مایکل هوپا ، استادیار علوم زیستی در دارتموث و رئیس تحقیقات ، گفت: “سیناپس های مغز ما بسیار پویا هستند و با چندین زمزمه و فریاد صحبت می کنند.” “این کشف ما را در مسیر بهتری قرار می دهد تا بتوانیم اختلالات عصبی مداوم را درمان کنیم.”

سیناپس ها نقاط تماس کوچکی هستند که به نورون های مغز امکان ارتباط با فرکانس های مختلف را می دهند. مغز ورودی های الکتریکی نورون ها را به انتقال دهنده های عصبی شیمیایی تبدیل می کند که از طریق این فضاهای سیناپسی عبور می کنند.

میزان انتقال دهنده عصبی آزاد شده تعداد و الگوهای سلولهای عصبی فعال شده در مدارهای مغز را تغییر می دهد. این تغییر شکل قدرت اتصال سیناپسی نحوه یادگیری اتفاق می افتد و نحوه شکل گیری خاطرات است.

دو عملکرد از این فرایندهای حافظه و یادگیری پشتیبانی می کنند. یکی از آنها که به عنوان تسهیل کننده شناخته می شود ، یک سری پرشهای سریعتر است که سیگنالهایی را تغییر می دهد که شکل سیناپس را تغییر می دهند. دیگری ، افسردگی ، سیگنال ها را کاهش می دهد. با هم ، این دو شکل انعطاف پذیری مغز را متعادل نگه می دارد و از اختلالات عصبی مانند تشنج جلوگیری می کند.

هوپا گفت: “با افزایش سن ، بسیار مهم است که بتوانیم سیناپس های پیشرفته را حفظ کنیم. ما به یک تعادل خوب از انعطاف پذیری در مغز خود ، و همچنین تثبیت اتصالات سیناپسی نیاز داریم.”

این تحقیق بر روی هیپوکامپ ، مرکز مغز مسئول یادگیری و حافظه متمرکز است.

در این مطالعه ، تیم تحقیق دریافت که قله های الکتریکی به عنوان سیگنال های آنالوگ که شکل آنها بر میزان انتقال دهنده عصبی شیمیایی آزاد شده در سیناپس ها تأثیر می گذارد ، منتقل می شوند. این مکانیزم مانند یک نورگیر با تنظیمات متغیر کار می کند. تحقیقات قبلی حاکی از آن بود که قله ها باید به عنوان یک سیگنال دیجیتال نزدیک به سوئیچ نوری که فقط در موقعیت “روشن” و “خاموش” کار می کند ، ارسال شوند.

یینگ ها چو ، دانشجوی فوق دکترا در دارتموث و نویسنده اصلی این تحقیق ، گفت: “کشف این خوشه های الکتریکی آنالوگ ، درک ما از نحوه کار مغز برای شکل دادن به حافظه و یادگیری را باز می کند.” “استفاده از سیگنال های آنالوگ راهی آسان تر برای تعدیل قدرت مدارهای مغز فراهم می کند.”

اریک کندل ، برنده نوبل ، در رابطه با یادگیری و تغییر شکل موج الکتریکی حلزون های دریایی در سال 1970 کار کرد. تصور نمی شد که این فرآیند در سیناپسهای پیچیده تری که در مغز پستانداران در آن زمان یافت می شد ، روی دهد.

علاوه بر اینکه متوجه شد سیگنال های الکتریکی جریان یافته از طریق سیناپس های هیپوکامپ مغز مشابه هستند ، مطالعه دارتموث همچنین مولکولی را تنظیم کرد که سیگنال های الکتریکی را تنظیم می کند.

پیش از این نشان داده شده بود که این مولکول – معروف به Kv؟ 1- جریان پتاسیم را تنظیم می کند ، اما شناخته شده نیست که نقشی در سیناپس کنترل شکل سیگنال های الکتریکی بازی می کند. این یافته ها به توضیح چرایی از دست دادن مولکول های Kv کمک می کند؟ قبلاً نشان داده شده است که 1 بر یادگیری ، حافظه و خواب موشها و مگسهای میوه تأثیر منفی می گذارد.

این مطالعه همچنین فرایندهایی را نشان می دهد که به مغز اجازه می دهد با چنین انرژی کم چنین قدرت محاسباتی بالایی داشته باشد. یک پالس الکتریکی آنالوگ منفرد می تواند اطلاعات چند بیتی را حمل کند و امکان کنترل بیشتر با سیگنال های فرکانس پایین را فراهم می کند.

“این به ما کمک می کند تا درک کنیم که چگونه مغز ما قادر به کار در سطح ابر رایانه با سطح بسیار کمتری از تکانه های الکتریکی و انرژی معادل یک لامپ یخچال است. هرچه بیشتر در مورد این سطح کنترل یاد بگیریم ، بیشتر یاد خواهیم گرفت که چگونه مغز ما هوپا گفت:

برای دهه ها ، محققان به دنبال تنظیم کننده های مولکولی قابلیت انعطاف پذیری سیناپسی بوده اند که بر روی ماشین آلات انتشار مواد شیمیایی مولکولی متمرکز شده اند. تا کنون ، اندازه گیری تکانه های الکتریکی به دلیل کوچک بودن پایانه های عصبی ، دشوار بود.

یافته جدید این مطالعه از فناوری توسعه یافته در دارتموث برای اندازه گیری ولتاژ و آزاد سازی انتقال دهنده عصبی با استفاده از تکنیک هایی است که از نور برای اندازه گیری سیگنال های الکتریکی در اتصالات سیناپسی بین سلولهای عصبی در مغز استفاده می کنند.

در کارهای آینده ، این تیم به دنبال تعیین چگونگی ارتباط کشف با تغییرات در متابولیسم مغز است که در طی پیری رخ می دهد و باعث اختلالات عصبی رایج می شود.

طبق گفته این تیم تحقیقاتی ، سیستم مولکولی در ناحیه ای از مغز وجود دارد که به راحتی توسط داروها هدف قرار می گیرد و می تواند تحت درمان های دارویی قرار گیرد.

بودجه این مطالعه از طریق جایزه علمی علمی CAREER و کمک هزینه تحصیلی Klingenstein-Simons تأمین شد.

[ad_2]

منبع: hobobat-news.ir