novo razumijevanje neuronske signalizacija

Klasični model kako komuniciraju stanice mozga je staviti naprijed u 1943 by Warren McCulloch i Walter Pitts, u vrijeme prvih digitalnih računala su predviđena, a McCulloch-Pitts model predložili da stanice mozga komuniciraju u binarni način, predstavljao je "1" za pucanje i "0" za ne plamena, mnogo kao moderne računalne funkcije.

Iako je zajednička reći da sisavaca mozak funkcionira kao računalo, to je donekle pogrešan ideju, djelomično jer je promatranje od Traub LAB sugerira da jaz spojeve uzrokuju "kratkog spoja" kao dio mozga je normalno funkcionira. Pravi računalo ne može da funkcioniše ako je kratko spojen. Moguće je da ti kratki spoj u mozgu sisavaca općenito poboljšanje rada mozga i funkcija prilagodbe na okoliš, kao što je dozvolila kreativno razmišljanje, u kombinaciji izoliranih činjenice u nove ideje.

Istraživači su pronašli jake dokaze za roman vrstu komunikacije između živac stanica u mozgu. Rezultati svibanj su važnosti za prevenciju i liječenje epilepsija, a možda u istraživanje drugih aspekata funkcije mozga, od kreativnog procesa osmišljenog kako bi duševne bolesti kao što je shizofrenija.

Epilepsija - grupa bolesti koje karakterizira ponavlja pojavu spontane seizures - utječe na otprilike pol jedan posto populacije SAD, a još veći postotak u zemljama u razvoju. U oko jedne trećine bolesnika, seizures nisu ispravno kontrolira dostupne tretmane. Problemi mogu nastati u sposobnost pacijenata da se funkcija kod kuće iu društvu.

Epileptički seizures su customarily smatrati da odražava jedan neravnoteža između sposobnosti živac stanica na Excite jedni druge, s jedne strane, te da onemogućuju jedni druge, s druge strane. U ekscitacija i inhibicija se održati jer je aktivnost živca stanice dovodi do objavljivanja određenih kemikalija - zove neurotransmitori - specijalizirana na spojeve koji se zove "kemijske synapses". U neurotransmitori raširiti preko sićušnih prostora između živca ćelije, a zatim povezano s proteina (naziva se "receptori") na druge ćelije živaca. Obvezujuće, a neurotransmitor na receptor zauzvrat uzrokuje ekscitacija inhibicija ili u druge ćelije živaca.

To je "klasični" sredstvo komunikacije između stanica živaca, i leži u podnožju većina tekuće razumijevanje kako mozak obrađuje informacije i kontrole mišića u tijelu .* A zauzeća smatra se dogodi kada postoji previše kemijskih sinaptičke pobune, i / ili nije dovoljno inhibicija.

Postoji, međutim, još su sredstva za živac stanica komunicirati jedni s drugima, naziva jaz spojeve. Gap spojeve dozvoliti da se električna struja toka izravno iz jedne ćelije u drugu, bez koje uključuju i širenje na oslobađanje od odašiljač kemikalija, i svibanj biti misao kao "kratki spoj" ili rezanjem povezivanje preko putevi preko kojih stanice normalno komunicirati.

Gap spojeve nalaze u mnogim dijelovima tijela, kao što je srce. Gap spojeve između živca stanice su većina studirala u starijoj kralješnjaka (kao što su riba), te u beskralješnjaka (kao što su leeches i rakova); dodatno, jaz spojeve u sisavaca je studirao koje postoje između živca stanice koje proizvode inhibicija - koji je, između stanice koje nisu uključene u prvom redu epileptički seizures. Gap uzbudljiv spojeve između stanica u mozgu sisavaca nisu tradicionalno je dio razmisljanja neuroscientists.

Jedan izvor je ideja da se jaz spojeve su životno važni u epilepsija je došao iz opažanja u mozgu valovi koji su evidentirani samo prije zauzeća počinje: ti valovi mogu pojaviti u vrlo visoke frekvencije, 100 puta u sekundi ili čak i više.

To promatranje, a drugi eksperimenti izvode u Europi počinju prije 10 godina, vodio jedan od autora u članku PNAS (Roger Traub, na Suny Downstate) kako bi predložili nov hipoteza: da je uzbudljiv živac stanica - stanica je većina kritičnih u generaciji epileptički seizures - zajedno su također vezani uz jaz spojeve, da je, jaz spojeve nije ograničeno na stanice koje proizvode inhibicija. Nadalje, jaz između spojeve uzbudljiv stanice su predviđeni za pojaviti na neočekivani mjesto: u axons od ćelije (u axon je dio od stanica koja omogućuje širenje od signala na velikim udaljenostima).

Takva pretpostavka je, naravno, sporno. Znanstvenici su htjeli vidjeti ove predložene jaz spojeve. No, jaz spojeve su sićušne, i vidim njih zahtijeva upotrebu za elektronski mikroskop, instrument moći riješiti strukturalne podatke koji su manji od valne duljine u vidljivom svjetlu - detalje na skali od nekoliko desetaka Angstroms (predstavnik Angstrom je oštro je promjer od vodikovih atoma).

Primjena u elektronski mikroskop da preispita sićušne strukture u živac stanica je poseban interes Dr. Patrick Hof na brdo Sinaj Medicinski fakultet u neki drugi od PNAS autora. Nadalje, u istraživanju jaz spojeve, koristiti i elektronski mikroskop je često zajedno sa kemijskom (antitijela) tehnike koje dopuštaju jedan kako biste utvrdili koje su proteini prisutni u spojeve. Takve tehnike su se razvio od strane Dr. John Rash Colorado State University, i tako primijenjeno dr. Noemi Kamasawa u dr. Rash je laboratorij: obje su autori od PNAS članak.

U PNAS članak Hamzei-Sichani i sur. pruža prvi elektron mikroskopski dokaz (ili "ultrastructural" dokaza) za jaz spojeve na uzbudljiv na živaca axons stanica u mozgu sisavaca. Gap spojeve na ovoj stranici, na axons, bi se očekuje da djeluju kao kratki spoj za nervni signali i stvorila "cross-razgovor." Novi podaci podignuti provokativan pitanje da li unakrsno razgovor je vid normalan funkcija mozga.

Koje su implikacije za epilepsija "Prvo, treba više naučili o raspodjeli jaz spojeve - što živac stanica su ih, gdje na stanice smještene su oni, i kako su oni pod kontrolom (tj. mogu jaz spojeve biti otvoreno ili zatvoreno kemijskim signalima) "Drugo, mora se više saznaje o tome kako je točno jaz spojeve doprinose vrlo brzo mozga valova koji otimanju jedan može poreći. I konačno, ona mora biti određen ili prigušeni ako sprečavanje tih vrlo brzo moždani valovi mogu spriječiti seizures. Kao što je gotovo uvijek slučaj u biomedicini, svaki otkriće stvara potrebu za više eksperimenata.

Što je jasno slučaju, međutim, da je cijeli novi pravac je otvaranje u razumijevanju podrijetlo epilepsija, i na zasnivanje novih pristupa u liječenju i prevenciji.

Osim toga, dr. Jeremy Coplan je profesor psihijatrije na Suny Downstate - predložila je da prekomjerne plamena od tih krugova uz jaz spojeve svibanj igrati ulogu u psihoza i manija.

U radu je izvršen zajednički znanstvenici Suny Downstate Medical Center u Brooklyn, New York, Colorado State University u Fort Collins, Colorado, brdo Sinaj Medicinski fakultet u na Manhattan, New York, i University of Newcastle u Velikoj Britaniji. Je glavni autor je dr. Farid Hamzei-Sichani je MD / diplomski student na Downstate Medicinski centar, koji rade u laboratoriju Roger Traub, MD, profesor fiziologije i farmakologije i neurologije na Suny Downstate.