Hogyan épülnek be az új neuronok a régiek közé?
Idegsejtek a születés után is keletkeznek az agy egyes régióiban, azonban egyelőre keveset tudunk arról, hogyan történik az új neuronok integrálódása a már meglévők közé. Az eLife című szaklap tanulmánya a memória kialakulásáért felelős gyrus dentatus új idegsejtjeinek sorsára derített fényt.
Új neuronok az agy kevés részében termelődnek, egyrészt a laterális ventrikulumok falában és a szubventrikuláris zónában, másrészt a hippokampusz gyrus dentatus nevű részében (tavaly az is kiderült, hogy nemcsak az agyban, de az agyhártyában is születnek új idegsejtek, amelyek aztán a kéregbe vándorolnak). Elena W. Adlaf és munkatársai (University of Alabama at Birmingham) tanulmányukban azt vizsgálták, hogyan történik a gyrus dentatus-ban megszületett új neuronok integrálása (Adult born neurons modify excitatory synaptic transmission to existing neurons; eLife).
A gyrus dentatus az agykéreg entorhinális régiójából kap beidegzést (az entorhinális régió inputja a szenzoros és térbeli információ előzetes feldolgozását végző kérgi területekről származik), majd a szenzoros és térbeli információ kombinálása révén létrehozza az élményhez kapcsolódó egyedülálló memórianyomot.
Adlaf és kollégái a következő kérdésre keresték a választ vizsgálatuk során: az idegsejtek száma a gyrus dentatus-ban a neurogenezis révén nő, azonban az agykéregben változatlan marad a neuron-szám; a kortikális neuronok vajon új axonokat küldenek az új idegsejtekhez, vagy a meglévő axonok szinapszisai helyeződnek át a régi sejtekről az újakra?
A válaszhoz számos elektrofiziológiai, dendritikus tüske-denzitást mérő és immunhisztokémiai kísérletet végeztek vad típusú és genetikailag módosított egereken, amelyek egy része a módosítás révén több új idegsejtet volt képes létrehozni, illetve másik részük esetében az új idegsejtek elhaltak. A kísérletek eredménye a második modellt támasztotta alá: egyes kortikális neuronok áthelyezik kapcsolódásaikat az érett gyrus dentatus sejtekről az újonnan keletkezettekre. Azaz a felnőttkori neurogenezis nemcsak új idegsejteket ad hozzá a már meglévők hálózatához, de alapvető módon hozzájárul a hálózati plaszticitás növekedéséhez is.
A tanulmány utolsó szerzője, Linda Overstreet-Wadiche nyilatkozatában kifejti: az eredmény után a következő lépésben fel kell tárni, hogy a szinapszisok újraosztása hogyan járul hozzá a gyrus dentatus működéséhez, a redisztribúció hogyan érinti a már meglévő emlékképeket (az új információk rögzítése mellett a neurogenezis a régi emlékképek törléséhez is vezet?), továbbá hogy milyen kapcsolat van a redisztribúció és a testgyakorlás neurogenezist serkentő hatása között.
A kutatók vizsgálatuk során a kísérleti állatokban úgy érték el a neurogenezis fokozódását, hogy az idegi őssejtekben kikapcsolták az apoptózist serkentő Bax gén működését. A knock-out állatok révén az is kiderült, hogy a Bax génnek nemcsak az apoptózisban van szerepe, de a szinpszisok újrarendezésében is; Overstreet-Wadiche szerint annak bebizonyosodása, hogy a sejthalált kontrolláló mechanizmus egyben a szinapszisok erősségét és számát is ellenőrzi, azaz közreműködik a szinaptikus plaszticitásban, fontos lépés lehet az idegrendszeri fejlődési rendellenességek és a neurodegeneratív betegségek megértése felé, mivel ezekben a kórképekben a szinapszisok kóros elvesztése is hozzájárul a tünetek kialakulásához.
