Denken Sie über den Verkehrsfluss in einer Stadt—es sind stop-Schilder, Einbahnstraßen und Ampeln zu organisieren, die Bewegung über ein breites Netzwerk. Nun, sich vorstellen, was passieren würde, wenn Sie entfernt einige der Ampel.

Unter Ihr Gehirn die 86 Milliarden Nervenzellen des Gehirns eigene version von stop-Signale: hemmende Neuronen, emittieren Chemikalien, die helfen, regulieren den Fluss von Ionen, die Reisen nach unten eine Zelle axon zum nächsten neuron. So wie eine Stadt ohne Ampeln würde sich spike in Fahrzeug-Unfälle, wenn das Gehirn die hemmenden geschwächt sind, können die Aktivitäten werden nicht aktiviert, was zu einer Vielzahl von Störungen.

In einer neuen Studie, die in Glia am März 11, Virginia Tech, Neurowissenschaftler an der Fralin Biomedical Research Institute an der VTC beschreiben, wie die häufige Toxoplasma gondii-Parasiten fordert den Verlust der inhibitorischen Signalübertragung im Gehirn durch die Veränderung des Verhaltens von nahe gelegenen Zellen, die sogenannten mikroglia.

Die Centers for Disease Control and Prevention schätzt, dass 40 Millionen Amerikaner haben unterschiedliche Ebenen der Toxoplasma-Infektion, obwohl die meisten Fälle sind asymptomatisch. Häufig übergeben, um den Menschen über die Exposition der Tiere, infiziert Katzenstreu, oder gegartem Fleisch, die parasitäre Infektion verursacht unmerklich oder milde, die Grippe-wie Symptome in den meisten gesunden Menschen. Aber für eine kleine Anzahl von Patienten, diese mikroskopischen Parasiten hunker innerhalb der Neuronen, verursacht die Signalisierung Fehler können dazu führen, dass Anfälle, Persönlichkeit und Stimmungsschwankungen, Veränderungen des Sehvermögens, und sogar Schizophrenie.

„Nach der ersten Infektion, werden die Menschen in eine phase der chronischen Infektion. Wir wollten untersuchen, wie das Gehirn schaltungen Veränderungen in diesen späteren Stadien der parasitären Zyste-Infektion,“ sagte Michael Fuchs, professor an der Fralin Biomedical Research Institute und der Studie führen Autor.

Der Parasit bildet mikroskopische Zysten versteckt im inneren der einzelnen Neuronen.

„Die Theorie ist, dass Neuronen sind ein großartiger Ort zu verstecken, weil Sie nicht produzieren einige Moleküle, die anziehen könnte den Zellen des Immunsystems“, sagte Fuchs, der auch Leiter des research Institut-Zentrum für Neurobiologie-Forschung.

Fox und seinem Mitarbeiter, Ira Blader vor kurzem berichtet, dass langfristige Toxoplasma-Infektionen verteilen Ebenen ein Schlüssel-Enzym benötigt, in hemmende Neuronen zu generieren, GABA, ein neurotransmitter freigesetzt, die an die spezielle Verbindung zwischen zwei Neuronen, genannt synapse.

Gebäude auf dieser Entdeckung, die Wissenschaftler enthüllten, dass die anhaltenden parasitäre Infektion führt zu einem Verlust der inhibitorischen Synapsen, und Sie auch beobachtet, dass die Zelle Körper von Neuronen ensheathed von anderen Gehirn-Zellen, mikroglia. Diese mikrogliazellen zu verhindern erscheinen inhibitorischen interneuronen Signalisierung der ensheathed Neuronen.

„In neuropsychiatrischen Störungen, die ähnliche Muster von inhibitorischen synapse Verlust gemeldet worden, daher sind diese Ergebnisse könnten erklären, warum manche Menschen entwickeln diese Störungen nach der Infektion,“ Fox sagte.

Fox sagte, die inspiration für diese Studie vor Jahren begonnen, als er getroffen Blader, eine Zusammenarbeit von Autor und professor von Mikrobiologie und Immunologie an der University at Buffalo Jacobs School of Medicine und Biomedical Sciences, nachdem er ein seminar an der Virginia Tech. Blader studierte Toxoplasma gondii und wollte verstehen, wie bestimmte Stränge des Parasiten beeinflusst die Netzhaut in Maus-Modellen.

Gemeinsam haben die beiden Labore festgestellt, dass die Netzhaut zeigte keine bemerkenswerten Veränderungen, hemmende interneuronen im Gehirn waren deutlich beeinflusst durch die Infektion. Mäuse, die—ähnlich wie Menschen—zeigen ungewöhnliche Verhaltensänderungen nach Toxoplasma-Infektion. Ein Markenzeichen symptom in infizierten Mäusen ist Ihre Neigung zu nähern bekannten Raubtiere, wie Katzen, die Anzeige eines Mangels, der Angst, der überlebensinstinkt oder die situative Verarbeitung.

„Auch wenn viele Neurowissenschaftler Studie Toxoplasma-Infektion als Modell für die Immunantwort im Gehirn, wir wollen verstehen, was dieser Parasit funktioniert rewire-das Gehirn, was zu dieser dramatischen Verschiebungen im Verhalten,“ Fox sagte.

Zukünftige Studien konzentrieren sich auf die weitere Beschreibung, wie mikroglia beteiligt sind, im Gehirn die Reaktion auf den Parasiten.

Unter der Forschungsmitarbeiter ist Gabriela Carrillo, die Studie der erste Autor und ein student im Aufbaustudium in der Translationale Biologie, Medizin, und Gesundheit-Programm. Zuvor ausgebildet als Architekt, bevor er eine Karriere in der Wissenschaft, Carrillo wählte dieses Thema für Ihre Doktorarbeit-dissertation, da es sich um einen interdisziplinären Ansatz.