Milhões de ‘sinapses silenciosas’ podem ser a chave para a aprendizagem ao longo da vida: ScienceAlert

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Os recém-nascidos precisam armazenar grandes quantidades de novas informações rapidamente à medida que aprendem a navegar pelo mundo. As sinapses silenciosas – as conexões imaturas entre neurônios que ainda não têm atividade de neurotransmissor – são consideradas o hardware que permite que esse armazenamento rápido de informações ocorra no início da vida.

Descobertos pela primeira vez décadas atrás em camundongos recém-nascidos, acreditava-se que essas possíveis interseções neurológicas desapareciam à medida que os animais envelheciam. Um estudo recente de pesquisadores do MIT nos EUA descobriu que esse ato de desaparecimento pode não ser tão extremo quanto inicialmente presumido.

A equipe não se propôs a olhar especificamente para essas conexões potenciais. Em vez disso, eles continuaram o trabalho anterior sobre a localização de extensões de células nervosas chamadas dendritos.

Eles conseguiram um pouco mais do que esperavam. Eles não apenas capturaram imagens dos dendritos, mas também inúmeras minúsculas protuberâncias semelhantes a fios emergindo deles, chamadas de filopódios.

“A primeira coisa que vimos, que foi super bizarra, e não esperávamos, foi que havia filopódios por toda parte”, disse. diz O neurocientista do MIT Mark Harnett, autor sênior do artigo.

Geralmente escondido no brilho da fluorescência usada para iluminar a célula para geração de imagens, os pesquisadores usaram uma técnica de imagem especial desenvolvida apenas no ano passado chamada de análise ampliada com preservação de epítopos do proteoma (eMAP).

Este novo processo de imagem usa um gel para ajudar a bloquear estruturas celulares e proteínas delicadas no lugar, permitindo que os pesquisadores as estudem melhor à medida que os tecidos são manipulados.

vírus que expressam uma proteína fluorescente verde foram inseridos em dois camundongos machos e duas fêmeas adultos, para ajudar a iluminar os tecidos relevantes para a geração de imagens. Seu córtex visual primário foi posteriormente dissecado e dividido em fatias de um milímetro antes de ser incubado na solução de monômero de hidrogel eMAP e montado entre lâminas de vidro.

Isso dá à solução eMAP tempo para consolidar a estrutura celular no lugar, o que permitiu aos pesquisadores obter imagens de alta resolução dos dendritos fluorescentes.

Armados com as imagens ampliadas de 2.234 saliências dendríticas, os pesquisadores puderam ver – pela primeira vez – que os cérebros de camundongos adultos tinham concentrações de filopedia nunca antes vistas em camundongos adultos.

Além do mais, muitas das estruturas tinham apenas um dos dois receptores de neurotransmissores esperados de uma sinapse madura e funcional. Sem o segundo, eles eram efetivamente junções “silenciosas” entre os neurônios.

Em seguida, os pesquisadores perguntaram se as sinapses silenciosas dos adultos poderiam ser ativadas.

Eles mostraram que isso era possível liberando o neurotransmissor glutamato nas pontas dos fios dos filopódios e produzindo uma pequena corrente elétrica dez milissegundos depois.

Esse procedimento ‘dessilenciou’ as sinapses em minutos, estimulando o acúmulo dos receptores ausentes e permitindo que os filopódios formem uma conexão com as fibras nervosas vizinhas.

Esses receptores geralmente são bloqueados por íons de magnésio, mas a corrente os libera, permitindo que os filopódios recebam uma mensagem de outro neurônio.

Era muito mais fácil ativar sinapses silenciosas do que alterar a atividade das espinhas dendríticas em um neurônio maduro, descobriu a equipe.

Os pesquisadores agora estão investigando se existem sinapses silenciosas no tecido cerebral humano adulto.

“Este artigo é, até onde eu sei, a primeira evidência real de que é assim que funciona no cérebro de um mamífero”, disse Harnett. diz.

“Filopodia permite que um sistema de memória seja flexível e robusto. Você precisa de flexibilidade para adquirir novas informações, mas também precisa de estabilidade para reter as informações importantes.”

Este trabalho foi publicado em Natureza.



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