O córtex cerebral Senaps nas regiões do cérebro traseiro transmitem sinais mais firmemente do que aqueles

Pesquisadores do Instituto Carl Ludwig da Universidade Leapzig descobriram que, no córtex cerebral, uma transmissão de sinal sináptico entre as células cerebrais também funciona muito fortemente em baixas concentrações de íons de cálcio – na região da parte de trás do cérebro.

As conclusões contribuem para o nosso entendimento do cérebro saudável, mas também podem ser úteis para a indústria de computadores, por exemplo, no desenvolvimento da rede nervosa. Os resultados foram Publicado Em CiênciaAssim,

Pensando, aprendendo, sentimento – Todas as percepções sensoriais são processadas no cérebro. Cerca de 100 bilhões de células nervosas estão interconectadas no cérebro humano.

A comunicação da Teji Electric entre essas células cerebrais, conhecidas como neurônios, é principalmente por meio de seus pontos de contato, transmissão de sinal nas sinapses. Isso inclui uma interação complexa de processos eletroquímicos que preenchem pequenos intervalos entre uma célula de envio e uma célula recebida.

O mecanismo de Built -in é bem conhecido: Put Straight, a transmissão de sinal sináptica é acionada quando Íons de cálcio O remetente se liga a proteínas sensores específicas no neurônio, que são conhecidas como neurotransmissores – a serem liberadas da célula. A célula obtida reage com um sinal elétrico médio.

Diferença na transmissão de sinal

No entanto, existem diferenças significativas entre as regiões do cérebro que podem afetar a transmissão do sinal, como o tamanho das células nervosas, o número de sinapses e as propriedades da proteína do sensor de ligação ao cálcio dentro das células.

“Sabemos por algum tempo que a transmissão no córtex cerebral é muito mais confiável do que outras áreas do cérebro”, chamou o professor de Carl Ludwig Institute (CLI), Heartmut Schmid, na Faculdade de Medicina, que liderou o estudo.

O córtex também é conhecido como questões cinzentas do cérebro, incluindo centros de processamento para várias funções, como Córtex somatossensárioEsta é a região onde as impressões sensoriais do corpo são pré-desenvolvidas antes de serem passadas em outras partes do córtex.

A proteína do sensor desempenha um papel importante

“Em nosso estudo atual, sabemos que o sensor é conhecido como sineptotagmin 1 – já responde a concentrações muito baixas de cálcio em sinaps e gatilhos. Transmissão de sinalEssa proteína do sensor é diferente da sinaptotagmina 2, por exemplo, encontrada nas células na parte traseira do cérebro e é estudada há 25 anos “, explica os biólogos.

“As propriedades da sinaptagmina 1 contribuem para o fato de que as sinaps corticais que examinamos não são apenas mais confiáveis, mas também mais plásticos – uma condição fundamental para a capacidade de adaptar novas demandas ao currículo do cérebro”.

O conhecimento detalhado desses fatores em um cérebro saudável fornece uma base para identificar processos interrompidos nos distúrbios do cérebro e desenvolver possíveis tratamentos.

“Mas essas descobertas também podem ser relevantes para o desenvolvimento adicional da rede nervosa na indústria de computadores”, diz Schmid.

Os pesquisadores estudaram células no córtex somatossensário primário usando tecido cerebral de camundongos. Ele combinou vários métodos em sua cadeia experimental: usando a tecnologia Patch-Clamp, ele mediu os sinais elétricos do casal conectado células nervosasAo mesmo tempo, ele monitorou e mediu a concentração de cálcio nas sinapses usando um laser UV e um microscópio a laser de dois fótons.

Ele também desenvolveu seu método, que ele chama de “Exone Walking”. Atualmente, possibilita a detecção de quatro a cinco sinaps ativos com extensões de células nervosas, conhecidas como Axon. em sinapses Existem apenas cerca de um milésimo de um milímetro de tamanho.

Com base nos dados, os pesquisadores desenvolveram um modelo matemático detalhado para a proteína do sensor sob investigação. O modelo também pode ser usado por outros grupos de pesquisa. Os projetos de acompanhamento atuais estão investigando se a transmissão sináptica pode ser separada em diferentes áreas córtex cerebralAssim,