Hogyan befolyásolhatók az agy serkentő szinapszisai?
A neuronhálózatok működését az idegsejteket összekapcsoló kémiai szinapszisok eltérő hatékonysága határozza meg.
Egy serkentő piramissejt (szürke) eltérő hatékonyságú szinapszisokat létesít két különböző típusú gátlósejten (narancssárga, kék).Évtizedek óta ismert, hogy az azonos típusú szinapszisok is lehetnek strukturálisan és funkcionálisan eltérőek. Bár a szinaptikus diverzitás az elmúlt évtizedekben intenzív kutatások középpontjában állt, az alapjául szolgáló molekuláris folyamatoknak máig csak egyes részleteit tárták fel. A kutatócsoport legújabb eredményei fontos lépéssel visznek közelebb a folyamat megértéséhez.
A) Elektrontomográfiás módszerrel készített kép egy piramissejt axonjának végződéséről, melyet szinaptikus hólyagok töltenek ki (kör alakú profilok). A módszer képes minden egyes hólyag pontos helyének meghatározására, így azonosíthatók azok a hólyagok (nyilak), amelyek a szinapszis plazmamembránjához hozzáérnek (dokkoltak). Ezek azok a hólyagok, amelyek akciós potenciál hatására azonnal képesek fuzionálni a membránnal. Kék színnel a gátlósejt egy részlete van kiemelve, a nyílhegyek az axon és a gátlósejt közti szinapszis határait jelölik. B) Replika immunjelölés segítségével meghatározható a szinaptikus működésben szerepet játszó molekulák pontos térbeli eloszlása (sötétkék és lila aranyszemcsék) a preszinaptikus membránban (kék).A kutatócsoport korábbi megfigyelései szerint a hippokampusz piramissejtjei két különböző típusú gátlósejttel kommunikálnak, különböző erősséggel. Az egyikkel gyenge, a másikkal erős szinapszisokat alakítanak ki, de a mögöttes mechanizmusokat eddig nem sikerült azonosítani.
Egymással szinaptikus kapcsolatot létesítő piramissejt és gátlósejt. A piramissejt aktiválása gyenge szinaptikus választ (fekete) vált ki a gátlósejtben. Ez a válasz megnövelhető (kék) a szinaptikus hólyagok érési folyamatába történő farmakológiai beavatkozással.Mostani tanulmányukban a kutatóknak sikerült jellemezniük a szinaptikus különbségekért felelős kulcsparamétereket. Az eredmények alapján egy újabb, a szinaptikus sokszínűséget megalapozó folyamatot is feltártak, amely befolyásolhatja a neuronális hálózatok dinamikáját. A kulcsfolyamatok megértése emellett elősegítheti a fiziológiai variabilitás és a rendellenes szinaptikus működések elkülönítését.•
