Ανακαλύφθηκαν κρυφές κυτταρικές στοιβάδες στην περιοχή CA1 του ιππόκαμπου
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Νευροαπεικόνισης και Πληροφορικής Mark and Mary Stevens (Stevens INI) της Ιατρικής Σχολής Keck του USC, εντόπισαν ένα μέχρι πρότινος άγνωστο μοτίβο οργάνωσης σε μία από τις πιο σημαντικές περιοχές του εγκεφάλου για τη μάθηση και τη μνήμη. Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications, αποκαλύπτει ότι η περιοχή CA1 του ιππόκαμπου των ποντικών, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τη διαδικασία σχηματισμού μνήμης, την χωρική πλοήγηση και τα συναισθήματα, διαθέτει τέσσερις διακριτές στοιβάδες εξειδικευμένων τύπων κυττάρων.
Η νέα κατανόηση της εγκεφαλικής λειτουργίας
Η ανακάλυψη αυτή ανατρέπει την κατανόησή μας για το πώς επεξεργάζεται ο εγκέφαλος τις πληροφορίες και ενδέχεται να εξηγήσει γιατί ορισμένα κύτταρα είναι πιο ευάλωτα σε ασθένειες όπως η νόσος του Alzheimer και η επιληψία. Οι ερευνητές είχαν μακροχρόνια υποψίες ότι διαφορετικά μέρη της περιοχής CA1 του ιππόκαμπου διαχειρίζονται διαφορετικές πτυχές της μάθησης και της μνήμης, αλλά δεν ήταν σαφές πώς ήταν οργανωμένα τα υποκείμενα κύτταρα.
Η δομή των κυττάρων CA1
Ο Michael S. Bienkowski, PhD, ανώτερος συγγραφέας της μελέτης και βοηθός καθηγητής φυσιολογίας και νευροεπιστήμης, εξήγησε: “Η μελέτη μας δείχνει ότι οι νευρώνες της CA1 είναι οργανωμένοι σε τέσσερις λεπτές, συνεχείς ζώνες, καθεμία από τις οποίες αντιπροσωπεύει έναν διαφορετικό τύπο νευρώνα με μοναδική μοριακή υπογραφή. Αυτές οι στοιβάδες δεν είναι σταθερές· αντίθετα, μετατοπίζονται και αλλάζουν σε πάχος κατά μήκος του ιππόκαμπου. Αυτή η μεταβαλλόμενη δομή σημαίνει ότι κάθε τμήμα της CA1 περιέχει το δικό του μείγμα τύπων νευρώνων, γεγονός που βοηθά να εξηγηθεί γιατί διαφορετικές περιοχές υποστηρίζουν διαφορετικές συμπεριφορές.”
Με τη χρήση μιας ισχυρής μεθόδου σήμανσης RNA, γνωστής ως RNAscope, σε συνδυασμό με απεικόνιση υψηλής ανάλυσης, η ομάδα κατάφερε να καταγράψει καθαρές εικόνες της γονιδιακής έκφρασης σε μεμονωμένα κύτταρα από τον ιστό του εγκεφάλου των ποντικών. Εντός 58.065 πυραμιδικών κυττάρων CA1, οραματίστηκαν περισσότερα από 330.000 μόρια RNA, τα γενετικά μηνύματα που δείχνουν πότε και πού ενεργοποιούνται τα γονίδια.
Η σημασία της ανακάλυψης
Η μελέτη αυτή παρέχει έναν χάρτη για την εξέταση των συγκεκριμένων τύπων νευρώνων που είναι πιο ευάλωτοι σε διαταραχές όπως η νόσος του Alzheimer και η επιληψία. Ο Arthur W. Toga, PhD, διευθυντής του Stevens INI, δήλωσε: “Ανακαλύψεις όπως αυτή δείχνουν πώς η σύγχρονη απεικόνιση και η επιστήμη δεδομένων μπορούν να μεταμορφώσουν την αντίληψή μας για την ανατομία του εγκεφάλου. Αυτή η εργασία συνδέεται με τη μακρά παράδοση του Stevens INI να χαρτογραφεί τον εγκέφαλο σε κάθε κλίμακα, από μόρια μέχρι ολόκληρα δίκτυα, και θα ενημερώσει τόσο τη βασική νευροεπιστήμη όσο και τις μεταφραστικές μελέτες που στοχεύουν στη μνήμη και τη γνωστική λειτουργία.”
Ο νέος χάρτης τύπων κυττάρων CA1, που δημιουργήθηκε με δεδομένα από τον Χάρτη Έκφρασης Γονιδίων Ιππόκαμπου (HGEA), είναι διαθέσιμος δωρεάν για τους ερευνητές και τους επιστήμονες που επιθυμούν να εμβαθύνουν σε αυτό το νέο πεδίο μελέτης.
