Informácie

Sú inhibičné synapsie príčinou toho, že niečo nerobíte?

Sú inhibičné synapsie príčinou toho, že niečo nerobíte?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Predstavte si, že idete autom, pred sebou vidíte stenu. Čo nám bráni v jazde proti múru? Je to dosiahnuté tým, že mozog má tu zriadené inhibičné synapsie?


Inhibičné synapsie umožňujú jednej oblasti mozgu potlačiť aktivitu v inej. Pretože je auto v pohybe podľa zákonov pohybu a hybnosti, bolo by nesprávne tvrdiť, že potlačenie jednej oblasti mozgu by spôsobilo, že sa auto prestane pohybovať smerom k stene. Najbližšie by to bolo, keby tieto inhibičné synapsie spôsobili, že jedna časť vášho mozgu inhibuje časť, ktorá spôsobuje, že vaše chodidlo stlačí plynový pedál. Napríklad dopaminergné nervové procesy z bazálna uzlina (obzvlášť substantia nigra) skutočne nepriamo potláčajú motorický impulz (pozri tu a tu). Na to, aby ste do niečoho nenarazili, je však vo väčšine prípadov potrebná väčšia aktivita ako jednoduché uvoľnenie pedálu. Stručne povedané, určite potrebujete inhibičnú aj excitačnú synapsiu, ktorá vám pomôže vyhnúť sa stretu s niečím na ceste alebo na vašej ceste pri chôdzi. Tieto funkcie sú pravdepodobne veľmi komplexné a zahŕňajú mnoho z oboch typov synapsií v niekoľkých oblastiach mozgu.

Je dôležité si uvedomiť, že mnohé, ak nie väčšina nervových obvodov, sú primárne určené na veľmi špecifické akcie v tele alebo mysli. Väčšina „akcií“ v zdravom zmysle, ktoré môže človek podniknúť, je výsledkom veľkého množstva akčných potenciálov v mozgu. Možno u niektorých veľmi malých (napríklad mikroskopických) tvorov je na spustenie činnosti, ako je kŕmenie, potrebný jediný akčný potenciál, ale väčšie tvory s väčším mozgom majú toľko nervových dráh, že väčšina pozorovateľných činností zvieraťa vyžaduje mnoho vnútorných činností. systém spracovania.


Bipolárny prielom: Nová štúdia odhaľuje mechanizmus spôsobujúci ochorenie

Bipolárna porucha je často oslabujúca duševná choroba, ktorá postihuje desiatky miliónov ľudí na celom svete. Nový výskum mohol odhaliť nedostatok bielkovín, ktorý spôsobuje ochorenie, v prelome, ktorý by mohol informovať o budúcich možnostiach liečby.

Share on Pinterest Nový výskum odhaľuje kľúčovú úlohu, ktorú hrá proteín PLCγ1 v procese vedúcom k bipolárnej poruche.

Bipolárna porucha (BD)-známa tiež ako maniodepresívna porucha-postihuje približne 60 miliónov ľudí na celom svete a 2,6 percenta dospelých v USA. Drvivá väčšina týchto prípadov sa považuje za závažnú.

Ľudia žijúci s BD sú postihnutí drastickými zmenami nálady a energie do takej miery, že zasahujú do ich každodenných aktivít.

Príčiny BD zostávajú neznáme, ale predchádzajúci výskum predpovedal genetické pozadie choroby. Napríklad gén, ktorý kóduje bunkovú proteínovú fosfolipázu Cy1, bol spojený s BD, aj keď presný mechanizmus, ktorý spôsobuje poruchu, nebol doteraz známy.

Nový výskum Ulsanského národného inštitútu vedy a technológie (UNIST) v Ulsane v Južnej Kórei testoval úlohu fosfolipázy Cγ1 (PLCγ1) u myší a zistenia môžu pomôcť vysvetliť príčinnú súvislosť medzi proteínom a BD.

Štúdia bola publikovaná v časopise Molekulárna psychiatria.

Vedci pod vedením Pann-Ghill Suha, profesora vied o živote na univerzite UNIST, geneticky navrhli myši, aby mali v prednom mozgu nedostatok PLCγ1. Potom študovali, čo sa stalo v synapsiách myší - koncoch neurónov, ktoré uľahčujú elektrickú signalizáciu medzi dvoma mozgovými bunkami.

Vedci si všimli zhoršenie inhibičného prenosu a synaptickej plasticity - to znamená schopnosť synapsií v priebehu času meniť tvar, funkciu alebo silu.

Mozgový neurotrofický faktor (BDNF) je proteín, ktorý reguluje niekoľko synaptických funkcií vrátane aktivity PLCγ1. BDNF je rozhodujúci pri tvorbe synapsií a v tejto štúdii deficity BDNF viedli k nerovnováhe medzi excitačným a inhibičným prenosom medzi synapsami mozgových buniek.

Výsledok, ako si všimli Suh a tím, bol ten, že myši zbavené PLCγ1 vykazovali symptómy podobné BD, vrátane hyperaktivity, zníženého správania podobného úzkosti, abnormálne vysokých pocitov rozkoše (hyperhedónie), nadmerného hladu a zhoršeného učenia a pamäte, ako rovnako ako abnormálne vysoké prekvapivé reakcie.

Vedci podali týmto myšiam liečbu drogami pre BD a to znížilo ich symptómy.

Ak to zhrnieme, zdá sa, že existuje neurochemická reťazová reakcia, ktorá vedie k ochoreniu. Synapsie, ktoré nemajú dostatok PLCγ1, nedokážu správne plniť svoju inhibičnú funkciu v excitačných neurónoch, pretože ani BDNF nefunguje správne. To spôsobuje disproporciu medzi excitačnými synapsiami a inhibičnými synapsiami, čo nakoniec vedie k bipolárnym symptómom.

Profesor Suh vysvetľuje zistenia:

"V mozgu excitačné synapsie a inhibičné synapsie spolupracujú, aby zostali vyvážené pre správnu neurotransmisiu." Naša štúdia ukázala, že nerovnováha medzi týmito dvoma je hlavnou príčinou rôznych neuropsychiatrických porúch a […] dysfunkcie pozorovanej v hippocampi pacientov s bipolárnou poruchou. “

Aj keď sa doteraz predpokladalo, že gén PLCγ1 hrá úlohu v BD, nebolo jasné, ako PLCγ1 ovplyvňoval interneuronálnu signalizáciu a ako spôsoboval duševné choroby.

"Po 10 rokoch výskumu sme konečne odhalili, že proteín PLCγ1 hrá hlavnú úlohu pri nástupe bipolárnej poruchy," dodáva Suh. "Naše zistenia preto poskytujú dôkaz, že PLCγ1 je rozhodujúci pre synaptickú funkciu a plasticitu a že strata PLCγ1 z predného mozgu má za následok manické správanie."

Tento prelom pravdepodobne ovplyvní výskum liečby BD a jeho symptómov.


Psychologický blog: Agonisti a antagonisti

Neuróny v určitých oblastiach mozgu sú špecifické v tom, ktoré neurotransmitery uvoľňujú a prijímajú. To znamená, že ich pôsobenie môžu byť ovplyvnené konkrétnymi liekmi, lekárskymi i rekreačnými, pred ich uvoľnením do synapsie a tiež počas ich príjmu prijímajúcim neurónom alebo spätného vychytávania uvoľňujúcim neurónom. Lieky môžu ovplyvniť synapsiu dvoma spôsobmi: môžu pôsobiť ako agonisty alebo antagonisty. Agonisty sú látky, ktoré sa viažu na synaptické receptory a zvyšujú účinok neurotransmitera. Antagonisty sa tiež viažu na synaptické receptory, ale znižujú účinok neurotransmitera. Ak je teda neurotransmiter inhibičný, agonista zvýši svoje inhibičné vlastnosti a antagonista ho zníži. Podobne bude mať excitačný neurotransmiter excitačný účinok zvýšený agonistom, ale znížený antagonistom. Agonista preto zosilňuje normálne účinky neurotransmitera a antagonista ich znižuje.

Chlorpromazín a haloperidol sú antagonistami dopamínu, pretože blokujú receptory, aby obmedzili príjem dopamínu.
Endorfíny ako opiáty, kodeín a morfín sú agonisty, pretože sa viažu na neuróny, aby zvýšili potešenie alebo znížili bolesť.
Pozorne si všimnite, že agonisty a antagonisty nemenia typ zmeny, ktorú spôsobuje neurotransmiter. Antagonista napríklad nezmení excitačný neurotransmiter na inhibičný, iba zníži stupeň excitačnej reakcie.

Posledné príspevky

Mojich prvých 6 mesiacov v online kurzoch Pamoja počas pandémie COVID-19

Nový registračný proces pre online kurzy Pamoja

Faria Conference Technology Technology Conference: Rekapitulácia

Náš tím je k dispozícii, aby vám ukázal, ako naše kurzy fungujú z pohľadu študenta alebo školy. Kliknite na odkaz nižšie a rezervujte si ukážku v čase, ktorý vám vyhovuje.

Online vzdelávanie bolo prestavané

Pamoja Education Limited
Budova 9400
Oxford Business Park North
Alec Issigonis Way
Oxford
OX4 2HN


Obsah

Koncept Renshawove bunky postuloval B. Renshaw, Ώ ], keď sa zistilo, že s antidromickými signálmi z motorického neurónu, ktoré prebiehajú kolaterálne späť ventrálnym rohom do miechy, dochádza k vypaľovaniu interneurónov s vysokou frekvenciou, čo má za následok inhibíciu. Neskoršia práca Ecclesa a kol., ΐ ] poskytli dôkaz, že tieto interneuróny, ktoré nazývali „Renshawove bunky“, sú stimulované acetylcholínom z motorických neurónov. Predchádzajúca práca Renshawa Α ] a Lloyd Β ] Γ ] ukázala, že táto antidromická inhibícia sa podobá priamej inhibícii z miechových nervov, ale viedla k relatívne dlhšej inhibícii 40-50   ms (v porovnaní s 15 &# 160 ms). Stimulácia antidromického nervového vlákna tiež viedla k akčným potenciálom centrálnej časti motoneurónov, ktoré by generovali pôvodný impulz, spolu s hyperpolarizáciou iných skupín motorických neurónov. V prípade, že počiatočná stimulácia motoneurónu pochádza z miechovej dráhy, tieto impulzy nastali po počiatočnej stimulácii a keď k zvýšeniu počtu Renshawových buniek došlo počas klesajúcej fázy počiatočného nárastu motoneurónu, čo poskytlo údaj o zdroji a sekvencia stimulácie bunky Renshaw.


Riziká

Látky, ktoré pôsobia na receptory GABA, ako alkohol, sú bežnými drogami zneužívania. Samoliečenie na dosiahnutie účinkov modulácie produkcie alebo príjmu GABA je nebezpečné.

Alkohol napríklad podporuje aktivitu receptorov GABA, často vytvára dočasný pocit pokoja a relaxácie. Účinok je však umelý a riskantný. Časom nedosiahnete rovnaký účinok a problémy môžu rýchlo nastať s toleranciou, kvôli ktorej telo potrebuje viac látky na dosiahnutie rovnakého pocitu.

Predávkovanie alebo užívanie viacerých liekov modulujúcich GABA (napríklad užívanie doplnkov GABA a pitie alkoholu) môže mať za následok útlm dýchania v dôsledku zvýšenej signalizácie GABA v mozgovom kmeni.

Kedy hľadať pomoc

Aj keď má prirodzená produkcia GABA vo vašom tele mnoho výhod, umelé prostriedky na zmenu aktivity GABA môžu byť vážnym problémom. Je dôležité byť k sebe úprimní, pokiaľ ide o vašu konzumáciu liekov modulujúcich GABA, ako je alkohol a benzodiazepíny. Najmä tieto dve látky zneužívania môžu vytvárať krížovú toleranciu a zvýšiť potenciálnu toxicitu.

Ak si nie ste istí, či je užívanie liekov alebo doplnkov stravy problematické, porozprávajte sa so svojím lekárom. Medzi ďalšie zdroje, ktoré môžete navštíviť a dozvedieť sa viac o zneužívaní návykových látok, patria:


Sú inhibičné synapsie príčinou toho, že niečo nerobíte? - Psychológia

Na prenos signálu z jedného miesta v tele na druhé je spravidla potrebných niekoľko neurónov. Ako teda signál prechádza z jedného neurónu do druhého nervovou dráhou? Signál musí byť prenášaný cez rozhranie medzi po sebe nasledujúcimi neurónmi a v nasledujúcej časti sa dozvieme, ako sa to dosahuje.

Termín synapsia znamená „stretnúť sa“. Tam, kde sa spoja dve štruktúry alebo entity, tvoria synapsiu. Aj keď je možné použiť slovo synapsia na označenie akéhokoľvek bunkového spojenia, vo fyziológii ho tradične obmedzujeme na: spojenie dvoch neurónov, spojenie medzi neurónom a cieľovou bunkou (napr. Neuromuskulárne spojenie) alebo rozhranie medzi susednými bunky srdcového svalu alebo susedné bunky hladkého svalstva. V nervovom systéme je synapsia štruktúra, ktorá umožňuje neurónu preniesť elektrický alebo chemický signál do inej bunky.


Synaptický proteín reguluje úzkostné správanie

Proteín IgSF9b spája inhibičné neuróny v centromediálnej amygdale (vľavo, sivá oblasť). Táto oblasť mozgu sa podieľa na regulácii úzkosti. Kredit: MPI f. Experimentálna medicína/ Krüger-Burg

Úzkostné poruchy sú závažné duševné poruchy, pri ktorých pacienti trpia intenzívnym strachom a úzkosťou alebo náhlymi, nevysvetliteľnými záchvatmi paniky. V extrémnych prípadoch postihnutí jedinci sotva opustia svoje domovy, čo môže mať vážne dôsledky pre ich vzťahy s rodinou a priateľmi, ako aj pre ich profesionálny život. Vedci z Inštitútu experimentálnej medicíny Maxa Plancka v Göttingene teraz identifikovali synaptický proteín, ktorý keď je deaktivovaný, má u myší anxiolytický účinok.

Približne 10 percent populácie trpí úzkostnými poruchami a súčasné možnosti liečby ponúkajú účinnú pomoc iba časti postihnutých. Jednou zo zmien pozorovaných v mozgu pacientov s úzkostnými poruchami je zvýšená neuronálna aktivita v amygdale, oblasti mozgu, ktorá hrá kľúčovú úlohu pri spracovaní emócií, ako je úzkosť alebo strach. Predpokladá sa, že nadmerná aktivácia amygdaly spôsobuje prehnanú úzkosť. Mnoho anxiolytických liekov, ako sú benzodiazepíny, pravdepodobne normalizuje túto nadmernú aktiváciu posilnením funkcie inhibičných synapsií.

Synapsie sú spojenia medzi nervovými bunkami v mozgu, pri ktorých sa prenášajú informácie z jednej nervovej bunky do druhej. Pri inhibičných synapsiách má tento prenos za následok zníženie aktivity susedných nervových buniek. Napríklad v amygdale to bráni prenosu podnetov, ktoré vyvolávajú strach a úzkosť. Benzodiazepíny posilňujú tento inhibičný účinok - ale bohužiaľ neovplyvňujú len tie inhibičné synapsie, ktoré prenášajú anxiogénne podnety, ale aj mnoho ďalších inhibičných synapsií v mozgu. To môže viesť k významným vedľajším účinkom, ako je výrazná sedácia a zhoršená koncentrácia. Vedci preto hľadajú nové, konkrétnejšie ciele pre anxiolytické lieky.

Myši s úzkostnou poruchou

Výskum zvierat na myšiach zohral kľúčovú úlohu v pomoci výskumníkom v Göttingene pri štúdiu úzkostných porúch. Zatiaľ čo zdravé zvieratá zvedavo skúmajú prázdnu testovaciu komoru, hlodavce s fenotypom patologickej úzkosti sa sťahujú do kúta, pretože sa boja. Keď však vedci zablokovali produkciu nedávno objaveného proteínu IgSF9b u týchto myší, zvieratá sa opäť voľne pohybovali po komore. IgSF9b produkuje proteínový mostík na inhibičných synapsiach medzi dvoma susednými nervovými bunkami. "Blokovanie IgSF9b u patologicky úzkostlivých myší má anxiolytický účinok a normalizuje úzkostné správanie u týchto zvierat. Tento proteín by preto mohol byť cieľom farmakologických prístupov k liečbe úzkostných porúch," vysvetľuje Olga Babaev z Inštitútu experimentálnej medicíny Maxa Plancka, ktorý experimenty ako súčasť jej doktorandskej práce ..

Skúmanie amygdaly u týchto zvierat ukázalo, že nadmerná aktivácia amygdaly bola normalizovaná a že tento účinok bol dôsledkom posilnenia synaptického prenosu na inhibičných synapsiách v amygdale. "Náš výskum ukazuje, že proteínové štruktúry na inhibičných synapsiach v centromediálnej amygdale a obzvlášť v proteíne IgSF9b predstavujú sľubné nové ciele pre potenciálnu liečbu. Poskytuje teda významný príspevok k pochopeniu biologických príčin úzkostných porúch a k vývoju novej anxiolytickej látky." lieky, “hovorí vedúca štúdie Dilja Krueger-Burg.


Viniť to z astrocytov: Má najpočetnejší bunkový typ mozgu úlohu v neurologických poruchách?

V mozgu všetkých stavovcov sa informácie prenášajú prostredníctvom synapsií, mechanizmu, ktorý umožňuje prenos elektrického alebo chemického signálu z jednej mozgovej bunky do druhej. Chemické synapsie, ktoré sú najrozšírenejším typom synapsie, môžu byť excitačné alebo inhibičné. Tvorba synapsie je kľúčová pre učenie, pamäť, vnímanie a kogníciu a rovnováha medzi excitačnými a inhibičnými synapsami je rozhodujúca pre funkciu mozgu. Napríklad vždy, keď sa niečo naučíme, nové informácie sa transformujú do pamäte prostredníctvom synaptickej plasticity, procesu, v ktorom sa synapsie posilňujú a reagujú na rôzne podnety alebo environmentálne podnety. Synapsie môžu zmeniť svoj tvar alebo funkciu v priebehu niekoľkých sekúnd alebo počas celého života. U ľudí je s dysfunkčnými synapsiami spojených množstvo porúch, vrátane autizmu, epilepsie, zneužívania návykových látok a depresie.

Astrocyty, pomenované podľa tvaru hviezdy, sú všadeprítomné mozgové bunky, ktoré regulujú tvorbu excitačnej synapsie prostredníctvom buniek. Nedávne štúdie ukázali, že astrocyty tiež hrajú svoju úlohu pri vytváraní inhibičných synapsií, ale kľúčoví hráči a základné mechanizmy zostali doteraz neznáme.

V časopise bola práve publikovaná nová štúdia Glia a dostupné online 11. júla, podrobne opisujú novoobjavený mechanizmus, pomocou ktorého sa astrocyty podieľajú na tvorbe inhibičnej synapsie, a predstavujú silný dôkaz, že kľúčovým faktorom je transformujúci rastový faktor Beta 1 (TGF & beta1), proteín produkovaný mnohými bunkovými typmi (vrátane astrocytov) hráč v tomto procese. Tím vedený Fl & aacuteviou Gomesovou z Biomedicínskeho inštitútu v Rio de Janeiro na Federálnej univerzite v Riu de Janeiro skúmal proces v myších aj ľudských tkanivách, najskôr v skúmavkách, potom v živých mozgových bunkách.

Predchádzajúce dôkazy ukázali, že TGF & beta1, molekula spojená so základnými funkciami pri vývoji a oprave nervového systému, moduluje ďalšie zložky zodpovedné za normálnu funkciu mozgu. V tejto štúdii autori dokázali, že TGF & beta1 spúšťa receptor N-metyl-D-aspartátu (NMDA), molekulu riadiacu tvorbu a udržiavanie pamäte prostredníctvom synaptickej plasticity. V štúdii skupina tiež ukazuje, že indukcia TGF & beta1 inhibičných synapsií závisí od aktivácie ďalšej molekuly-Ca2+/kalmodulín-dependentnej proteínkinázy II (CaMK2)-, ktorá funguje ako mediátor pre učenie a pamäť. „Naša štúdia je prvou, ktorá spojila túto komplexnú cestu molekúl, z ktorých sa zdá, že kľúčovým hráčom je TGF & beta1, k schopnosti astrocytov modulovať inhibičné synapsie,“ hovorí Fl & aacutevia Gomes.

Myšlienka, že rovnováha medzi excitačnými a inhibičnými vstupmi závisí od signálov astrocytov, získava v tejto novej štúdii silnú podporu a naznačuje kľúčovú úlohu astrocytov pri vývoji neurologických porúch zahŕňajúcich zhoršený inhibičný prenos synapsie. Poznanie hráčov a mechanizmov, ktoré sú základom inhibičných synapsií, môže zlepšiť naše chápanie synaptickej plasticity a kognitívnych procesov a môže pomôcť vyvinúť nové lieky na liečbu týchto chorôb.


Spojenia mozgu sú sofistikovanejšie, ako sa pôvodne myslelo

Zhrnutie: Nová štúdia odhaľuje 140 proteínov, ktoré nikdy predtým neboli mapované na inhibičné synapsie.

Novoobjavená zbierka bielkovín môže pomôcť mozgovým poruchám.

V roku 1959 vedec Edward Gray ukázal, že miniatúrne medzery medzi neurónmi, do ktorých sa odosielajú chemické správy, nazývané synapsie, existujú v dvoch hlavných variantoch, ktoré vedci neskôr nazvali “excitatory ” a “inhibitory. ”

Inhibičné synapsie pôsobia ako brzdy v mozgu a zabraňujú jeho nadmernému vzrušeniu. Vedci si mysleli, že sú menej sofistikovaní ako ich excitačné náprotivky, pretože je známe, že v týchto štruktúrach existuje relatívne málo bielkovín. Ale nová štúdia vedcov z Duke University, publikovaná 9. septembra v Veda, vyvracia tento predpoklad a odhaľuje 140 proteínov, ktoré nikdy neboli mapované na inhibičné synapsie.

“Toto sú ako proteíny, ktoré boli uzamknuté v trezore viac ako 50 rokov, a veríme, že naša štúdia trezor otvorila, ” uviedol, že výskumník Scott Soderling, docent bunkovej biológie a neurobiológia u Duka. “A je tu veľa drahokamov. ”

Konkrétne, 27 z týchto proteínov už bolo implikovaných v asociačných štúdiách celého genómu, že majú úlohu v autizme, mentálnom postihnutí a epilepsii, povedal Soderling a naznačil, že ich mechanizmy v synapsii by mohli poskytnúť nové cesty k porozumeniu a liečbe týchto chorôb. poruchy.

Synapsie sú bežným cieľom liekov používaných na liečbu mozgových chorôb, ale menia ich aj drogy zneužívania. Už bolo známych asi 40 proteínov, ktoré sa zhromažďujú na inhibičných synapsiách, ktoré sú dôležité nielen pre prevenciu nadmerného vzrušenia, ktoré môže vyvolať záchvaty, ale aj pre vytváranie vzorcov mozgových signálov.

“ Inhibičná synapsia je rovnako dôležitá ako excitačná synapsia, ale nemali sme dobrý spôsob čistenia bielkovín, ktoré tam boli, takže sme nechápali, ako funguje, ” Soderling.

V novej štúdii postdoktorandský výskumník Akiyoshi Uezu zo skupiny Soderling ’s použil relatívne nedávnu techniku ​​označovania s názvom BioID, ktorá používa bakteriálny enzým na lov akýchkoľvek blízkych bielkovín a nevratné naviazanie na ne v živej myši. Zachytené proteíny sa potom izolujú z tkaniva a identifikujú sa pomocou zavedených metód na charakterizáciu proteínov.

Popoludní si Soderling a Uezu uvedomili, že technikou je sťahovanie nových proteínov z inhibičnej synapsie - obaja sme takmer spadli zo stoličiek, a povedal#8221 Soderling. “ Videli sme tento obrovský zoznam týchto skutočne vzrušujúcich bielkovín, ktoré nikto nikdy predtým nevidel. ”

Dva z proteínov nemali žiadnu známu funkciu a na rozdiel od iných proteínov ich génové sekvencie neposkytovali žiadne stopy. Vedci nazvali tieto inhibičné synapse 1 (InSyn1) a inhibičné synapse 2 (InSyn2). Vyčerpanie hladín InSyn1 v jednotlivých neurónoch spôsobilo nadmerné vzrušenie okolitého mozgového tkaniva, čo naznačuje, že proteín je rozhodujúci pre normálnu funkciu inhibičných synapsií.

Tento farebný graf ukazuje vrchol abnormálnej epileptickej mozgovej aktivity v hippocampuse mozgu, v ktorom bol vyčerpaný inhibičný proteín nazývaný InSyn1. Aby sa otestovalo, či tento proteín skutočne aplikuje ‘ brzdy ’ na mozgovú aktivitu, vedci spoločnosti Duke ho vyčerpali v jednotlivých neurónoch, čo spôsobilo nadmerné vzrušenie okolitého mozgového tkaniva. Obraz Neurosciencenews má na svedomí Akiyoshi Uezu, Dan Kanak a Scott Soderling.

Najzaujímavejšie pre Soderlinga bolo, že predchádzajúce genetické štúdie ukázali, že niekoľko proteínov spôsobuje dedičnú formu epilepsie. Špecifická úloha proteínov však nebola známa.


Vyhlásenie o konflikte záujmov

Autori vyhlasujú, že výskum bol vykonaný bez akýchkoľvek obchodných alebo finančných vzťahov, ktoré by bolo možné chápať ako potenciálny konflikt záujmov.

Poďakovanie

Autori úprimne ďakujú a uznávajú slečnu Jennu Cooperovú, študentku strednej školy Vernon, za prínos v oblasti výtvarnej práce. Autori ďakujú pánovi Jakobovi Jonesovi, študentovi ZŠ ಜole Beairsto, a pani Heather Jakobi, zástupkyni strednej školy Arthura Voadena, za pripomienky k predchádzajúcemu návrhu.

Referencie

[1] Perenboom, M. J. L., Van de Ruit, M., De Groot, J. H., Schouten, A. C. a Meskers, C. G. M. 2015. Dôkaz trvalého kortikálneho zapojenia do periférneho strečového reflexu počas celého reflexného obdobia s dlhou latenciou. Neurosci. Lett. 584: 214 𠄸. doi: 10.1016/j.neulet.2014.10.034

[2] Chen, H., Hippenmeyer, S., Arber, S. a Frank, E. 2003. Vývoj monosynaptického napínacieho reflexného obvodu. Curr. Opin. Neurobiol. 13: 96 a#x02013102. doi: 10.1016/S0959-4388 (03) 00006-0


Sú inhibičné synapsie príčinou toho, že niečo nerobíte? - Psychológia

Na prenos signálu z jedného miesta v tele na druhé je spravidla potrebných niekoľko neurónov. Ako teda signál prechádza z jedného neurónu do druhého nervovou dráhou? Signál musí byť prenášaný cez rozhranie medzi po sebe nasledujúcimi neurónmi a v nasledujúcej časti sa dozvieme, ako sa to dosahuje.

Termín synapsia znamená „stretnúť sa“. Tam, kde sa spoja dve štruktúry alebo entity, tvoria synapsiu. Aj keď je možné použiť slovo synapsia na označenie akéhokoľvek bunkového spojenia, vo fyziológii ho tradične obmedzujeme na: spojenie dvoch neurónov, spojenie medzi neurónom a cieľovou bunkou (napr. Neuromuskulárne spojenie) alebo rozhranie medzi susednými bunky srdcového svalu alebo susedné bunky hladkého svalstva. V nervovom systéme je synapsia štruktúra, ktorá umožňuje neurónu preniesť elektrický alebo chemický signál do inej bunky.


Obsah

Koncept Renshawove bunky postuloval B. Renshaw, Ώ ], keď sa zistilo, že s antidromickými signálmi z motorického neurónu, ktoré prebiehajú kolaterálne späť ventrálnym rohom do miechy, dochádza k vypaľovaniu interneurónov s vysokou frekvenciou, čo má za následok inhibíciu. Neskoršia práca Ecclesa a kol., ΐ ] poskytli dôkaz, že tieto interneuróny, ktoré nazývali „Renshawove bunky“, sú stimulované acetylcholínom z motorických neurónov. Predchádzajúca práca Renshawa Α ] a Lloyd Β ] Γ ] ukázala, že táto antidromická inhibícia sa podobá priamej inhibícii z miechových nervov, ale viedla k relatívne dlhšej inhibícii 40-50   ms (v porovnaní s 15 &# 160 ms). Stimulácia antidromického nervového vlákna tiež viedla k akčným potenciálom centrálnej časti motoneurónov, ktoré by generovali pôvodný impulz, spolu s hyperpolarizáciou iných skupín motorických neurónov. V prípade, že počiatočná stimulácia motoneurónu pochádza z miechy, k týmto impulzom došlo po počiatočnej stimulácii a keď k zvýšeniu počtu Renshawových buniek došlo počas klesajúcej fázy počiatočného nárastu motoneurónu, čo poskytlo údaj o zdroji a sekvencia stimulácie bunky Renshaw.


Viniť to z astrocytov: Má najpočetnejší bunkový typ mozgu úlohu v neurologických poruchách?

V mozgu všetkých stavovcov sa informácie prenášajú prostredníctvom synapsií, mechanizmu, ktorý umožňuje prenos elektrického alebo chemického signálu z jednej mozgovej bunky do druhej. Chemické synapsie, ktoré sú najrozšírenejším typom synapsie, môžu byť excitačné alebo inhibičné. Tvorba synapsie je zásadná pre učenie, pamäť, vnímanie a kogníciu a rovnováha medzi excitačnými a inhibičnými synapsami je rozhodujúca pre funkciu mozgu. Napríklad vždy, keď sa niečo naučíme, nové informácie sa transformujú do pamäte prostredníctvom synaptickej plasticity, procesu, v ktorom sa synapsie posilňujú a reagujú na rôzne podnety alebo environmentálne podnety. Synapsie môžu zmeniť svoj tvar alebo funkciu v priebehu niekoľkých sekúnd alebo počas celého života. U ľudí je s dysfunkčnými synapsiami spojených množstvo porúch, vrátane autizmu, epilepsie, zneužívania návykových látok a depresie.

Astrocyty, pomenované podľa tvaru hviezdy, sú všadeprítomné mozgové bunky, ktoré regulujú tvorbu excitačnej synapsie prostredníctvom buniek. Nedávne štúdie ukázali, že astrocyty tiež hrajú svoju úlohu pri vytváraní inhibičných synapsií, ale kľúčoví hráči a základné mechanizmy zostali doteraz neznáme.

V časopise bola práve publikovaná nová štúdia Glia a dostupné online 11. júla, podrobne opisujú novoobjavený mechanizmus, pomocou ktorého sa astrocyty podieľajú na tvorbe inhibičnej synapsie, a predstavujú silný dôkaz, že kľúčovým faktorom je transformujúci rastový faktor Beta 1 (TGF & beta1), proteín produkovaný mnohými bunkovými typmi (vrátane astrocytov) hráč v tomto procese. Tím vedený Fl & aacuteviou Gomesovou z Biomedicínskeho inštitútu v Rio de Janeiro na Federálnej univerzite v Riu de Janeiro skúmal proces v myších aj ľudských tkanivách, najskôr v skúmavkách, potom v živých mozgových bunkách.

Predchádzajúce dôkazy ukázali, že TGF & beta1, molekula spojená so základnými funkciami pri vývoji a oprave nervového systému, moduluje ďalšie zložky zodpovedné za normálnu funkciu mozgu. V tejto štúdii autori dokázali, že TGF & beta1 spúšťa receptor N-metyl-D-aspartátu (NMDA), molekulu riadiacu tvorbu a udržiavanie pamäte prostredníctvom synaptickej plasticity. V štúdii skupina tiež ukazuje, že indukcia TGF & beta1 inhibičných synapsií závisí od aktivácie ďalšej molekuly-Ca2+/kalmodulín-dependentnej proteínkinázy II (CaMK2)-, ktorá funguje ako mediátor pre učenie a pamäť. „Naša štúdia je prvou, ktorá spojila túto komplexnú cestu molekúl, z ktorých sa zdá, že kľúčovým hráčom je TGF & beta1, k schopnosti astrocytov modulovať inhibičné synapsie,“ hovorí Fl & aacutevia Gomes.

Myšlienka, že rovnováha medzi excitačnými a inhibičnými vstupmi závisí od signálov astrocytov, získava v tejto novej štúdii silnú podporu a naznačuje kľúčovú úlohu astrocytov pri vývoji neurologických porúch zahŕňajúcich zhoršený inhibičný prenos synapsie. Poznanie hráčov a mechanizmov, ktoré sú základom inhibičných synapsií, môže zlepšiť naše chápanie synaptickej plasticity a kognitívnych procesov a môže pomôcť vyvinúť nové lieky na liečbu týchto chorôb.


Bipolárny prielom: Nová štúdia odhaľuje mechanizmus spôsobujúci ochorenie

Bipolárna porucha je často oslabujúca duševná choroba, ktorá postihuje desiatky miliónov ľudí na celom svete. Nový výskum mohol odhaliť nedostatok bielkovín, ktorý spôsobuje ochorenie, v prelome, ktorý by mohol informovať o budúcich možnostiach liečby.

Share on Pinterest Nový výskum odhaľuje kľúčovú úlohu, ktorú hrá proteín PLCγ1 v procese vedúcom k bipolárnej poruche.

Bipolárna porucha (BD)-známa tiež ako maniodepresívna porucha-postihuje približne 60 miliónov ľudí na celom svete a 2,6 percenta dospelých v USA. Drvivá väčšina týchto prípadov sa považuje za závažnú.

Ľudia žijúci s BD sú postihnutí drastickými zmenami nálady a energetickej hladiny do takej miery, že zasahujú do ich každodenných aktivít.

Príčiny BD zostávajú neznáme, ale predchádzajúci výskum predpovedal genetické pozadie choroby. Napríklad gén, ktorý kóduje bunkovú proteínovú fosfolipázu Cy1, bol spojený s BD, aj keď presný mechanizmus, ktorý spôsobuje poruchu, nebol doteraz známy.

Nový výskum Ulsanského národného inštitútu vedy a technológie (UNIST) v Ulsane v Južnej Kórei testoval úlohu fosfolipázy Cγ1 (PLCγ1) u myší a zistenia môžu pomôcť vysvetliť príčinnú súvislosť medzi proteínom a BD.

Štúdia bola publikovaná v časopise Molekulárna psychiatria.

Vedci pod vedením Pann-Ghill Suha, profesora vied o živote na univerzite UNIST, geneticky navrhli myši, aby mali v prednom mozgu nedostatok PLCγ1. Potom študovali, čo sa stalo v synapsiách myší - koncoch neurónov, ktoré uľahčujú elektrickú signalizáciu medzi dvoma mozgovými bunkami.

Vedci si všimli zhoršenie inhibičného prenosu a synaptickej plasticity - to znamená schopnosť synapsií v priebehu času meniť tvar, funkciu alebo silu.

Mozgový neurotrofický faktor (BDNF) je proteín, ktorý reguluje niekoľko synaptických funkcií vrátane aktivity PLCγ1. BDNF je rozhodujúci pri tvorbe synapsií a v tejto štúdii deficity BDNF viedli k nerovnováhe medzi excitačným a inhibičným prenosom medzi synapsami mozgových buniek.

The result, as noticed by Suh and team, was that PLCγ1-deprived mice displayed BD-like symptoms, including hyperactivity, reduced anxiety-like behavior, abnormally high feelings of pleasure (hyperhedonia), excessive hunger, and impaired learning and memory, as well as abnormally high startle responses.

Researchers administered drug treatment for BD to these mice and this reduced their symptoms.

To sum up, there appears to be a neurochemical chain reaction that leads to the disease. The synapses that do not have enough PLCγ1 are unable to fulfill their inhibitory function properly in excitatory neurons, because the BDNF is not working properly either. This causes a disproportion between excitatory synapses and inhibitory ones, eventually leading to bipolar symptoms.

Prof. Suh explains the findings:

“ In the brain, excitatory synapses and inhibitory synapses work together to remain balanced for proper neurotransmission. Our study demonstrated that the imbalance between these two is a major cause of various neuropsychiatric disorders and the […] dysfunction observed in the hippocampi of bipolar disorder patients.”

Until now, although the PLCγ1 gene had been suggested to play a role in BD, it was unclear exactly how PLCγ1 affected interneuronal signaling and how it caused mental illness.

“After 10 years of research, we have finally revealed PLCγ1 protein plays a major role in the onset of bipolar disorder,” Suh adds. “Our findings, therefore, provide evidence that PLCγ1 is critical for synaptic function and plasticity and that the loss of PLCγ1 from the forebrain results in manic-like behavior.”

The breakthrough is likely to influence research into the treatment of BD and its symptoms.


Risks

Substances that exert effects on the GABA receptors, like alcohol, are common drugs of abuse. Self-medicating to achieve the effects of modulation of GABA production or uptake is dangerous.

Alcohol, for example, promotes GABA receptor activity, often creating a temporary feeling of calm and relaxation. But the effect is artificial and risky. You will not get the same effect over time, and issues can quickly arise with tolerance, which makes the body require more of the substance to achieve the same feeling.

Overdosing or taking multiple GABA-modulating drugs (for example, taking GABA supplements and drinking alcohol) can result in respiratory depression due to increased GABA signaling in the brain stem.

When to Seek Help

While your body's natural production of GABA has many benefits, artificial means of altering GABA activity can be a serious problem. It is important to be honest with yourself about your consumption of GABA-modulating drugs like alcohol and benzodiazepines. These two substances of abuse, in particular, can create cross-tolerance and an increase in potential toxicity.

If you are unsure if your medication or supplement use is becoming problematic, talk with your doctor. Other resources you can visit to learn more about substance abuse include:


Psychology blog: Agonists and antagonists

Neurons in certain brain areas are specific in which neurotransmitters they release and receive. This means that their action can be affected by particular drugs, both medical and recreational, before their release into the synapse and also during their uptake by the receiving neuron or reuptake by the releasing neuron. Drugs can influence the synapse in two ways: they can either act as agonists or antagonists. Agonists are substances that bind to synaptic receptors and increase the effect of the neurotransmitter. Antagonists also bind to synaptic receptors but they decrease the effect of the neurotransmitter. Therefore, if a neurotransmitter is inhibitory, an agonist will increase its inhibitory characteristics and an antagonist will decrease it. Similarly, an excitatory neurotransmitter will have its excitatory effect increased by an agonist but decreased by an antagonist. Therefore, an agonist amplifies a neurotransmitter’s normal effects and an antagonist reduces them.

Chlorpromazine and haloperidol are antagonists for dopamine as they block the receptors to limit the uptake of dopamine.
Endorphins like opiate drugs, codeine and morphine are agonists as they bind to the neurons to heighten pleasure or decrease pain.
Note carefully that agonists and antagonists do not alter the type of change a neurotransmitter causes. For example, an antagonist will not change an excitatory neurotransmitter into an inhibitory one it will just lower the degree of the excitatory response.

Posledné príspevky

My first 6 months with Pamoja Online Courses during the COVID-19 Pandemic

New Registration Process for Pamoja Online Courses

Faria Education Technology Conference: Recap

Our team is available to show you how our courses work from a student’s or a school’s perspective. Please click the link below to book a demo at a time that works for you.

Online Learning Reimagined

Pamoja Education Limited
Building 9400
Oxford Business Park North
Alec Issigonis Way
Oxford
OX4 2HN


Vyhlásenie o konflikte záujmov

The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.

Poďakovanie

The authors sincerely thank and recognize Miss. Jenna Cooper, a student at Vernon Secondary School, for her art work contributions. The authors thank Mr. Jakob Jones, a student at ಜole Beairsto Elementary, and Mrs. Heather Jakobi, Vice Principle Arthur Voaden Secondary School, for comments on an earlier draft.

Referencie

[1] Perenboom, M. J. L., Van de Ruit, M., De Groot, J. H., Schouten, A. C., and Meskers, C. G. M. 2015. Evidence for sustained cortical involvement in peripheral stretch reflex during the full long latency reflex period. Neurosci. Lett. 584:214𠄸. doi:10.1016/j.neulet.2014.10.034

[2] Chen, H., Hippenmeyer, S., Arber, S., and Frank, E. 2003. Development of the monosynaptic stretch reflex circuit. Curr. Opin. Neurobiol. 13:96�. doi:10.1016/S0959-4388(03)00006-0


Synaptic protein regulates anxiety behaviour

The IgSF9b protein connects inhibitory neurons in the centromedial amygdala (left, grey area). This brain area is involved in anxiety regulation. Credit: MPI f. Experimental Medicine/ Krüger-Burg

Anxiety disorders are severe mental disorders in which patients suffer from intense fears and anxiety or from sudden, inexplicable panic attacks. In extreme cases, the affected individuals barely leave their homes, which can have serious consequences for their relationships with family and friends as well as for their professional lives. Scientists at the Max Planck Institute for Experimental Medicine in Göttingen have now identified a synaptic protein which, when inactivated, has an anxiolytic effect in mice.

Around 10 percent of the population suffer from anxiety disorders, and current treatment options only offer effective help for a proportion of those affected. One of the changes observed in the brains of patients with anxiety disorders is an increased neuronal activity in the amygdala, a brain region that plays a key role in processing emotions such as anxiety or fear. An overactivation of the amygdala is thought to be involved in causing exaggerated anxiety. Many anxiolytic medications such as benzodiazepines presumably normalize this overactivation by strengthening the function of inhibitory synapses.

Synapses are connections between nerve cells in the brain, at which information is transmitted from one nerve cell to another. At inhibitory synapses, this transmission results in a reduction in the activity of the neighbouring nerve cells. In the amygdala, for instance, this inhibits the transmission of stimuli that trigger fear and anxiety. Benzodiazepines strengthen this inhibitory effect—but unfortunately they affect not only those inhibitory synapses that transmit anxiogenic stimuli but also many other inhibitory synapses in the brain. This can lead to significant side effects such as pronounced sedation and impaired concentration. Accordingly, scientists are searching for new, more specific targets for anxiolytic medications.

Mice with anxiety disorder

Animal research with mice played a key role in helping the researchers in Göttingen to study anxiety disorders. Whereas healthy animals curiously investigate an empty test chamber, rodents with a pathological anxiety phenotype withdraw into a corner because they are afraid. However, when the scientists blocked the production of the recently discovered protein IgSF9b in these mice, the animals moved freely around the chamber again. IgSF9b produces a protein bridge at inhibitory synapses between two neighbouring nerve cells. "Blocking IgSF9b in pathologically anxious mice has an anxiolytic effect and normalises anxiety behaviour in these animals. This protein could therefore be a target for pharmacological approaches to treating anxiety disorders," explains Olga Babaev from the Max Planck Institute for Experimental Medicine who carried out the experiments as part of her doctoral work..

An investigation of the amygdala in these animals revealed that the overactivation of the amygdala was normalized, and that this effect resulted from a strengthening of the synaptic transmission at inhibitory synapses in the amygdala. "Our research shows that protein structures at inhibitory synapses in the centromedial amygdala, and particularly the protein IgSF9b, constitute promising new targets for potential treatments. It thus provides an important contribution toward understanding the biological causes of anxiety disorders and for the development of new anxiolytic medications," study leader Dilja Krueger-Burg says.


Brain Connections More Sophisticated Than Previously Thought

Summary: A new study uncovers 140 proteins that have never previously been mapped to inhibitory synapses.

Newly discovered collection of proteins may aid brain disorders.

In 1959, a scientist named Edward Gray showed that the miniscule gaps between neurons where chemical messages are sent, called synapses, come in two main varieties, which researchers later dubbed “excitatory” and “inhibitory.”

Inhibitory synapses act as the brakes in the brain, preventing it from becoming overexcited. Researchers thought they were less sophisticated than their excitatory counterparts because relatively few proteins were known to exist at these structures. But a new study by Duke University scientists, published Sept. 9 in Veda, overturns that assumption, uncovering 140 proteins that have never been mapped to inhibitory synapses.

“It’s like these proteins were locked away in a safe for over 50 years, and we believe that our study has cracked open the safe,” said the study’s senior investigator Scott Soderling, an associate professor of cell biology and neurobiology at Duke. “And there’s a lot of gems.”

In particular, 27 of these proteins have already been implicated by genome-wide association studies as having a role in autism, intellectual disability and epilepsy, Soderling said, suggesting that their mechanisms at the synapse could provide new avenues to the understanding and treatment of these disorders.

Synapses are common targets of drugs used to treat brain diseases, but they are also changed by drugs of abuse. About 40 proteins were already known to cluster on the inhibitory synapses, which are important not only for preventing overexcitement, which can trigger seizures, but also sculpting patterns of brain signals.

“The inhibitory synapse is just as important as the excitatory synapse, but we didn’t have a good way of purifying the proteins that were there, so we didn’t understand how it worked,” Soderling said.

In the new study, postdoctoral researcher Akiyoshi Uezu in Soderling’s group used a relatively recent labeling technique called BioID, which uses a bacterial enzyme to fish for any nearby proteins and bind to them irreversibly inside a living mouse. The captured proteins are then recovered from the tissue and identified using established methods for characterizing proteins.

The afternoon Soderling and Uezu realized the technique was pulling new proteins from the inhibitory synapse “we both almost fell out of our chairs,” Soderling said. “We saw this huge list of these really exciting proteins that no one had ever seen before.”

Two of the proteins had no known function, and unlike other proteins, their gene sequences provided no clues. The researchers dubbed those Inhibitory Synapse 1 (InSyn1) and Inhibitory Synapse 2 (InSyn2). Depleting InSyn1 levels in individual neurons caused surrounding brain tissue to become overexcited, suggesting that the protein is crucial for the normal function of inhibitory synapses.

This colorful graph shows a peak of abnormal epileptic brain activity in a brain’s hippocampus in which an inhibitory protein called InSyn1 has been depleted. To test whether this protein was indeed applying ‘brakes’ to brain activity, Duke researchers depleted it in individual neurons, causing surrounding brain tissue to become overexcited. Neurosciencenews image is credited to Akiyoshi Uezu, Dan Kanak and Scott Soderling.

Most exciting to Soderling was that previous genetics studies had shown several of the proteins cause an inherited form of epilepsy. The specific role of the proteins was unknown, however.