Machen Sie neue Erinnerungen, die unser Gehirn Zellen zuerst müssen zueinander finden. Kleine Vorsprünge, die Knospe aus, die aus den enden der Neuronen‘ langen, verzweigten Tentakeln dock Neuronen zusammen, so dass Sie sprechen können. Diese ports von zellulären chatter—Synapsen genannt, und fand in die Billionen über das ganze Gehirn, lassen Sie uns darstellen, neues wissen. Aber Wissenschaftler sind immer noch lernen, wie diese verbindungen bilden in Reaktion auf neue Erfahrungen und Informationen. Nun, eine Studie, die von Wissenschaftlern in der UC San Francisco der Weill-Institut für Neurowissenschaften identifiziert hat überraschend neu, dass das Gehirn die Zellen des Immunsystems helfen.

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler entdeckt, dass das Gehirn die spezialisierten Immunzellen, so genannte mikroglia, kann helfen, befreien Sie sich von unnötigen verbindungen zwischen den Neuronen, vielleicht durch engulfing Synapsen und brechen Sie. Aber die neue Studie, veröffentlicht am 1. Juli 2020 in der Zelle, findet mikroglia können auch das Gegenteil tun—den Weg frei macht für neue Synapsen zu bilden, indem Sie scharrt entfernt an das Dichte Netz von Proteinen zwischen Zellen -, clearing-Raum, damit Neuronen untereinander finden. Weiterbildung zur Untersuchung dieser neuen Rolle der mikroglia könnte schließlich auch dazu führen, neue therapeutische Ziele in bestimmten Gedächtnis-Störungen, sagen die Forscher.

Neuronen, die Leben in eine gallertartige mesh von Proteinen und anderen Molekülen, die dazu beitragen, die drei-dimensionale Struktur des Gehirns. Dieses Gerüst, in Ihrer Gesamtheit als extrazelluläre matrix (ECM) ist längst ein nachträglicher Einfall in den Neurowissenschaften. Für Jahrzehnte, Forscher konzentrierten sich auf Neuronen, und, mehr kürzlich, die Zellen, die Sie unterstützen, haben sich weitgehend als ECM unwichtig.

Aber Neurobiologen beginnen zu realisieren, dass die ECM, die bis macht etwa 20 Prozent des Gehirns, spielt eigentlich eine Rolle in wichtigen Prozessen wie lernen und Gedächtnis. An einem bestimmten Punkt in der Entwicklung des Gehirns, zum Beispiel, das verfestigende ECM zu setzen scheint, die Bremsen auf das schnelle Tempo, in dem neue neuronale verbindungen, die wiederum mehr als bei Babys, die scheinbar verlagert das Gehirn die Priorität von der halsbrecherischen Anpassung an die neue Welt um ihn herum, zu einer stabileren Aufrechterhaltung des Wissens über die Zeit. Wissenschaftler Fragen sich auch, ob eine Versteifung der extrazellulären matrix im späteren Leben vielleicht irgendwie entsprechen die Speicher Herausforderungen, die mit dem Alter kommen.

„Der extrazellulären matrix wurde die ganze Zeit hier“, sagt die Studie der erste Autor, Phi Nguyen, a biomedical sciences graduate student an der UCSF. „Aber es ist definitiv zu wenig erforscht.“

Nguyen und sein Berater, Anna Molofsky, MD, Ph. D., ein außerordentlicher professor in der UCSF Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, zum ersten mal realisiert das ECM war wichtig, um Ihre Forschung auf dem hippocampus, einer Struktur des Gehirns entscheidend für lernen und Gedächtnis, als ein experiment zu einem unerwarteten Ergebnis geführt. Zu wissen, dass mikroglia kauen entfernt an veralteten Synapsen, erwarten Sie, dass Sie stören die Funktion der mikroglia bewirken würde, dass die Anzahl der Synapsen im hippocampus zu Schießen. Stattdessen synapse zahlen gesunken. Und wo Sie dachten, Sie finden sich Stücke von Synapsen abgebaut in den „Bäuchen“ der mikroglia, stattdessen fanden Sie Teile des ECM.

„In diesem Fall der mikroglia beim Essen waren etwas anders, als wir erwartet haben“, Molofsky, sagte. „Sie sind das Essen der Raum um Synapsen—Beseitigung von Hindernissen zu helfen, neue Synapsen zu bilden.“

Bevor Sie sprang in Aktion, die mikroglia warten auf ein signal von Neuronen, eine immun-Molekül namens IL-33, der angibt, dass es Zeit für eine neue Synapsen zu bilden, die Studie gefunden. Wenn Forscher mit genetischen Werkzeugen zu blockieren das signal, mikroglia nicht erfüllt Ihre ECM-chomping Aufgaben, was zu weniger neue verbindungen zwischen den Neuronen im Gehirn von Mäusen und verlassen den Mäusen zu kämpfen, daran zu erinnern, bestimmte details über die Zeit. Wenn Forscher stattdessen fuhr der Ebene der IL-33-Signalisierung, neue Synapsen vermehrt. In älteren Mäusen, in denen die Gehirn Alterung bereits verlangsamt die Bildung von neuen verbindungen, Hochlauf IL-33 half push die Anzahl von neuen Synapsen hin zu einer mehr jugendliches Niveau.

Die Studie könnte wichtig für das Verständnis—und vielleicht eines Tages die Behandlung—die Arten von Speicher Probleme, die wir sehen, in altersbedingter Krankheiten wie Alzheimer, laut Studie co-Autor Mazen Kheirbek, Ph. D., außerordentlicher professor der Psychiatrie, deren Labor-Studien, die schaltkreise im Gehirn, die beteiligt sind in der Stimmung und emotion. Aber die Erkenntnisse könnten auch wichtig sein für bestimmte Arten von emotionalen Gedächtnis Probleme, die man manchmal auch in Angst-bedingten Erkrankungen.

Um zu bestimmen, wie änderungen in IL-33 Auswirkungen auf den Speicher, den Forscher lehrte-Mäusen zu unterscheiden zwischen einer Angst-induzierende box (die im inneren der Mäuse erhielt eine milde Fuß-Schock) und eine Neutrale box. Nach einem Monat normalen Mäusen ausgedrückt weit mehr Angst in der Schock-box verbunden durch einfrieren in Platz (ein nagetier reflex abzuwerfen Raubtiere), als Sie in der neutralen box, wo Sie sich bewegten, um mehr beiläufig. Aber Mäuse mit einer gestörten IL-33 geäußerten hohen Niveaus der Angst in entweder-box, was darauf hindeutet, das Sie verloren haben, die Art der genauen Speicher benötigt wird, um zu bestimmen, Wann Sie sollte Angst haben und wenn Sie sicher waren.

Kheirbek vergleicht diese overgeneralized Reaktion auf die Art von trauma-induzierte Angst, dass könnte das Ergebnis von überfallen auf einem Parkplatz in der Nacht. Anstatt in der Lage zu trennen, die angstvolle Erinnerung aus neue, vielleicht weniger bedrohliche Erfahrungen, einige Leute könnten entwickeln eine generalisierte Angst, die macht es schwer für Sie geben Sie einen beliebigen Parkplatz zu jeder Zeit. „Defizite in dieser Fähigkeit zu haben, sehr präzise, emotionale Erinnerungen, die zu sehen sind, in einer Menge von Angststörungen und besonders in PTSD,“ sagte er. „Es ist ein overgeneralization der Angst, das kann wirklich stören mit Ihrem Leben.“

Für Molofsky ist ein Teil, das stolpern über diesen unerwarteten Befund verlassen hat, begierig zu erfahren Sie mehr über die ECM-und wie Sie prägt die Art, wie wir lernen. Ihr Labor arbeitet jetzt an der Identifikation von neuen, schlecht charakterisiert, die Teile der matrix zu suchen, als noch undokumentierte Möglichkeiten, die es in Wechselwirkung mit Neuronen und mikrogliazellen im Gehirn.