شاید میلیون‌ها سیناپس خاموش داشته باشیم که بتوانیم آنها را روشن کنیم و کلید یادگیری مادام العمر ما باشند!
نوزادان تازه متولد شده نیاز دارند تا حجم عظیمی از اطلاعات جدید را به سرعت ذخیره کنند،تا یاد می‌گیرند در جهان حرکت کنند. تصور می‌شود که سیناپس‌های خاموش – اتصالات نابالغ بین نورون‌هایی که هنوز فعالیت انتقال‌دهنده عصبی ندارند – سخت‌افزاری هستند که اجازه می‌دهند این ذخیره‌سازی سریع اطلاعات در اوایل زندگی رخ دهد.
این تقاطع‌های عصبی بالقوه برای اولین بار دهه‌ها پیش در موش‌های تازه متولد شده کشف شد و تصور می‌شد با افزایش سن حیوانات ناپدید می‌شوند. یک مطالعه اخیر توسط محققان MIT در ایالات متحده نشان داده است که این عمل ناپدید شدن ممکن است آنطور که در ابتدا تصور می‌شد قطعی نباشد.
تیم تحقیقاتی روی دندریت‌ها کار کردند. آنها نه تنها تصاویری از دندریت‌ها را ثبت کردند، بلکه تعداد بی‌شماری برآمدگی‌های ریز و نخ مانندی که از آنها بیرون می‌آمدند به نام فیلوپودیا می‌گرفتند.
اولین چیزی که دیدیم، که فوق‌العاده عجیب بود و انتظارش را نداشتیم، این بود که همه جا فیلوپودیا وجود دارد.
محققان معمولاً در تابش نور فلورسانس که برای روشن کردن سلول برای تصویربرداری استفاده می‌شود، از یک تکنیک تصویربرداری ویژه استفاده کردند که سال گذشته توسعه یافت و آنالیز بزرگ‌نمایی اپی توپ (eMAP) نام داشت.
این فرآیند تصویربرداری جدید از یک ژل برای کمک به قفل کردن ساختار‌های سلولی و پروتئین‌های ظریف در جای خود استفاده می‌کند و به محققان این امکان را می‌دهد تا در هنگام دستکاری بافت‌ها، آنها را بهتر مطالعه کنند.
ویروس‌هایی که یک پروتئین فلورسنت سبز را بیان می‌کنند به دو موش بالغ نر و دو موش ماده تزریق شدند تا به روشن کردن بافت‌های مربوطه برای تصویربرداری کمک کنند. قشر بینایی اولیه آنها بعداً جدا شد و در محلول مونومر هیدروژل eMAP قرار داده شد.
محققان با استفاده از تصاویر بزرگ‌نمایی شده از ۲۲۳۴ برآمدگی دندریتیک، برای اولین بار می‌توانستند ببینند که مغز موش‌های بالغ دارای غلظت‌هایی از فیلوپدیا است که قبلاً در موش‌های بالغ دیده نشده بود.
علاوه بر این، بسیاری از ساختار‌ها تنها دارای یکی از دو گیرنده انتقال‌دهنده عصبی هستند که از سیناپس بالغ و فعال انتظار می‌رود. بدون دومی، آنها عملاً اتصالات “بی‌صدا” بین نورون‌ها بودند.
سپس، محققان پرسیدند که آیا سیناپس‌های خاموش بزرگسالان می‌توانند فعال شوند یا خیر.
آنها نشان دادند که این امر با آزاد کردن انتقال‌دهنده عصبی گلوتامات در نوک رشته‌های فیلوپودیا و تولید یک جریان الکتریکی کوچک ده میلی ثانیه بعد امکان‌پذیر است. این روش به فیلوپودیا اجازه داد تا با رشته‌های عصبی مجاور ارتباط برقرار کند. فعال کردن سیناپس‌های خاموش بسیار ساده‌تر از تغییر فعالیت خار‌های دندریتیک روی یک نورون بالغ است.
محققان اکنون در حال بررسی هستند که آیا سیناپس‌های خاموش در بافت مغز انسان بالغ وجود دارد یا خیر.
“Filopodia فیلوپودیا به یک سیستم حافظه اجازه می‌دهد تا هم انعطاف‌پذیر و هم قوی باشد. برای به دست آوردن اطلاعات جدید به انعطاف‌پذیری نیاز داریم، اما برای حفظ اطلاعات مهم نیز به ثبات نیاز است.”
این مقاله در Nature منتشر شده.
