Спонтанное высвобождение нейротрансмиттера нейронами в головном мозге ранее не имело четко определенной функции, но исследователи из MRC CDN, IoPPN заметили, что во время развития происходило значительно больше событий спонтанного высвобождения. Теперь выясняется, что спонтанное высвобождение глутамата нейротрансмиттера может вызвать ветвление процессов растущего нейрона, что позволяет ему соединяться с бесчисленным множеством других нейронов через химические связи, называемые синапсами. Синапсы отвечают за регулирование прохождения электрических сигналов через мозг.
Помимо объяснения спонтанного высвобождения глутамата в развивающемся мозге, исследователи также обнаружили, что глутамат эффективен на гораздо больших расстояниях, чем считалось ранее. Эта работа имеет важное значение для нашего понимания того, как нейроны развиваются и соединяются друг с другом, что, в свою очередь, может иметь отношение к лечению нарушений развития нервной системы, влияющих на развитие синапсов, таких как аутизм.
«Спонтанное высвобождение долгое время было бедным родственником высвобождения, вызванного активностью, и в прошлом часто предполагалось, что это просто« шум »в системе», – сказала д-р Лаура Андреэ, преподаватель Центра нейробиологии развития MRC, которая совместно руководил исследованием. «Мы обнаружили, что на самом деле он играет важную роль в продвижении сложного паттерна ветвления нейрональных дендритов – древовидных процессов, которые нейроны используют для связи с другими нейронами."
Ветвление позволяет нейрону образовывать несколько соединений, которые могут соединять его с другими нейронами, и поэтому важно для построения сети нейронов, формирующих структуру мозга. Это новое исследование предполагает, что ключевой сигнал для разветвления нейрона в новый дендрит исходит от событий спонтанного высвобождения, и сигнал возникает намного раньше в цикле роста нейрона, чем считалось ранее, даже до образования синапсов.
«Один аспект, который мы находим особенно увлекательным, заключается в том, что мозг использует точно такой же механизм, который, как мы традиционно думаем, участвует в функции синапсов, чтобы помочь наладить синаптические связи на ранних этапах развития. Использование одного и того же нейромедиатора, а именно глутамата, и многих одинаковых синаптических белков в обеих системах очень эффективно."
Лучшее понимание того, как развиваются нейроны в головном мозге, может помочь нам преодолеть расстройства, включая аутизм и умственную отсталость.
Доктор Андреэ заключает: «Мы думаем, что спонтанное высвобождение может быть гораздо более важным, чем считалось ранее, для развития нейронных связей. Теперь мы хотели бы лучше понять этот процесс, а также выяснить, затрагивается ли он в моделях нарушений развития нервной системы, таких как аутизм или умственная отсталость."