ΑΡΧΑΙΑ ΙΘΩΜΗ ΚΑΛΗΜΕΡΑ ΙΕΡΗ ΕΛΛΑΔΑ

9 ΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2020

Οι νευρωνικές κρίσιμες περίοδοι είναι περιορισμένες φάσεις της ζωής κατά τις οποίες η πλαστικότητα των νευρικών συνδέσεων είναι στο μέγιστο και η ανάπτυξη του εγκεφάλου προσαρμόζεται στο περιβάλλον.
Ερευνητές στο Scuola Normale Superiore στην Πίζα και το Ινστιτούτο Γήρανσης του Λίμπνιζ (FLI) στην Ιένα ανακάλυψαν το ρόλο ενός μικρού microRNA (miR-29) σε αυτές τις φάσεις πλαστικότητας που εξαρτώνται από τη μάθηση.
Η πρόωρη αύξηση της συγκέντρωσης miR-29 σε νεαρά ποντίκια εμποδίζει την πλαστικότητα του φλοιού, ενώ ο αποκλεισμός του miR-29 σε ενήλικα ζώα προκαλεί πλαστικότητα τυπική για νεότερες ευαίσθητες φάσεις. μια ένδειξη ότι το miR-29 είναι ένας εξαρτώμενος από την ηλικία ρυθμιστής της αναπτυξιακής πλαστικότητας.

Η μεταγεννητική ανάπτυξη του εγκεφάλου μετά τη γέννηση χαρακτηρίζεται από προσωρινά, ειδικά λειτουργικά παράθυρα υψηλής πλαστικότητας (κρίσιμες ή ευαίσθητες περιόδους).
Κατά τη διάρκεια αυτών των φάσεων, ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου αναπτύσσονται περαιτέρω μέσω πολλών διαδικασιών ωρίμανσης και διαφοροποίησης, όπου οι νευρωνικές συνδέσεις δημιουργούν γρήγορα και αυξάνουν την πλαστικότητα του εγκεφάλου.
Η απόκτηση φυσικής γλώσσας στα βρέφη είναι το πιο γνωστό παράδειγμα μιας τόσο ευαίσθητης φάσης.
Η νευρωνική πλαστικότητα δίνει στον εγκέφαλό μας τη δυνατότητα να προσαρμοστεί σε νέες απαιτήσεις καθ ‘όλη τη διάρκεια της ζωής μας.
Ωστόσο, αυτό περιορίζεται συχνά στον εγκέφαλο των ενηλίκων, έτσι ώστε οι διαδικασίες μάθησης να είναι πιο επίπονες.
Για τον εντοπισμό κυτταρικών και μοριακών μηχανισμών που ανοίγουν και κλείνουν αυτές τις ευαίσθητες φάσεις σε σχέση με τη γήρανση, ερευνητές του Scuola Normale Superiore (SNS) στην Πίζα της Ιταλίας, σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Γήρανσης του Leibniz – Fritz Lipmann Institute (FLI) στην Ιένα, Η Γερμανία και άλλοι συνεργάτες μελέτησαν την πλαστικότητα του οπτικού φλοιού σε ποντίκια.
Πλαστικότητα του οπτικού φλοιού
“Τα νευρωνικά δίχτυα στον οπτικό φλοιό προσαρμόζονται στα οπτικά ερεθίσματα στο μέγιστο βαθμό σε ευαίσθητες αναπτυξιακές φάσεις.
Αυτό μας επιτρέπει να εντοπίσουμε σημαντικούς ρυθμιστές της πλαστικότητας του εγκεφάλου”, λένε οι ανώτεροι συγγραφείς της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο EMBO Reports , καθηγητής Alessandro Cellerino, SNS και συνδεδεμένος ηγέτης ομάδας στο FLI στην Ιένα και καθηγητής Tommaso Pizzorusso, Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας και Ινστιτούτο Νευροεπιστημών, NRC, στην Πίζα.
Ένα παράδειγμα δείχνει ότι η πλαστικότητα της οφθαλμικής κυριαρχίας εξασθενεί παθητικά με την ηλικία Ωστόσο, γίνεται όλο και πιο ξεκάθαρο ότι τα επίπεδα πλαστικότητας καθορίζονται από τη συντονισμένη δράση μοριακών διαδικασιών που εξαρτώνται από την ηλικία και την εμπειρία που είτε προωθούν ενεργά είτε καταστέλλουν την πλαστικότητα του κυκλώματος.
«Τα οπτικά φλοιώδη κυκλώματα, τα οποία αποτελούν μέρος του οπτικού συστήματος και επιτρέπουν την όραση, εμφανίζουν ισχυρή πλαστικότητα κατά τη διάρκεια της πρώιμης ζωής και στη συνέχεια σταθεροποιούνται από μοριακά φρένα που περιορίζουν την υπερβολική προσαρμογή των συνδέσμων πέρα ​​από μια κρίσιμη περίοδο», εξηγεί ο καθηγητής Cellerino.
Ωστόσο, οι βασικοί μηχανισμοί που συντονίζουν την έκφραση αυτών των παραγόντων κατά τη μετάβαση από την ανάπτυξη στην ενηλικίωση παραμένουν άγνωστοι.
MiR-29 – εξαρτώμενος από την ηλικία έλεγχος της πλαστικότητας στον οπτικό φλοιό
Για να εντοπίσει παράγοντες που ρυθμίζουν τη μεταγεννητική ανάπτυξη του οπτικού φλοιού, η ερευνητική ομάδα ανέλυσε σύνολα δεδομένων miRNA / RNA από τον αναπτυσσόμενο οπτικό φλοιό ποντικών.
Τα συγκρίνουν σε διαφορετικά χρονικά σημεία: P10, 10η ημέρα μετά τη γέννηση και αμέσως πριν από το άνοιγμα των ματιών και την έναρξη της ευαίσθητης φάσης, και P28, όταν ο φλοιός του ποντικού έχει φτάσει σε λειτουργική ωριμότητα.
Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι η οικογένεια microRNA miR-29 είναι ένας εξαρτώμενος από την ηλικία ρυθμιστής της αναπτυξιακής πλαστικότητας στον οπτικό φλοιό.
“Με αύξηση 30 φορές, το miR-29a ήταν το πιο ρυθμιζόμενο miRNA κατά τη διάρκεια της ευαίσθητης φάσης”, εξήγησε ο καθηγητής Cellerino από το FLI / SNS.
Η ρύθμιση της οικογένειας miR-29 διατηρείται εντυπωσιακά σε ψάρια, ποντίκια και ανθρώπους.
Επιπλέον, περισσότεροι από τους μισούς στόχους που ρυθμίζονται από το miR-29 ρυθμίζονται με την ηλικία, συμπεριλαμβανομένων των βασικών ρυθμιστών της πλαστικότητας του εγκεφάλου.
Αυτό δείχνει ότι το miR-29a είναι ένας σημαντικός ρυθμιστής των μεταγενέστερων αναπτυξιακών διαδικασιών.

Αναδιαμόρφωση πλαστικότητας

Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι μια πρόωρη αύξηση των συγκεντρώσεων miR-29a σε νεαρά ποντίκια εμπόδισε την πλαστικότητα κυριαρχίας των νεαρών οφθαλμών και προκάλεσε μια πρώιμη εμφάνιση των περινεϊκών διχτυών (PPN) Τα PPN είναι εξειδικευμένες δομές στο κεντρικό νευρικό σύστημα που είναι υπεύθυνες για τη συναπτική σταθεροποίηση στον εγκέφαλο των ενηλίκων.

Στην ανάπτυξη καθώς και στον εγκέφαλο των ενηλίκων παίζουν καθοριστικό ρόλο για να σπάσουν την πλαστικότητα και να διατηρήσουν τις υπάρχουσες συνδέσεις μεταξύ των νευρικών κυττάρων.
Επιπλέον, οι ερευνητές μπόρεσαν να δείξουν ότι ο αποκλεισμός του miR-29a σε ενήλικα ζώα ανέστρεψε την αναπτυξιακή μείωση της ρύθμισης των στόχων miR-29a και προκάλεσε μια μορφή οφθαλμικής πλαστικότητας με μια τυπική φυσιολογική και μοριακή υπογραφή πλαστικότητας σε ευαίσθητες φάσεις.

Συνοπτικά, τα δεδομένα που δημοσιεύθηκαν τώρα στο περιοδικό EMBO Reports δείχνουν ότι το miR-29a είναι ένας σημαντικός ρυθμιστής των διαλειμμάτων πλαστικότητας που προάγει τη σταθεροποίηση των οπτικών φλοιών που σχετίζονται με την ηλικία.
Η παρατήρηση ότι το miR29a είναι αναδιαμορφωτής ώριμων νευρικών δικτύων ανοίγει νέες και πολλά υποσχόμενες θεραπευτικές προοπτικές για το miR-29a και άλλα μέλη της οικογένειας miR-29 για την προώθηση της εγκεφαλικής πλαστικότητας κατά τη γήρανση και την αναγέννηση εγκεφαλικών βλαβών.

https://medicalxpress.com/news/2020-10-brain-plasticity-age.html