Eine anhaltende Zustand der Wachsamkeit zu generieren, die eine andere Art von Speicher als eine momentane erschrecken, und diese Unterschiede sind verbunden mit distinct signaling-Moleküle im Gehirn von Mäusen. Forscher am RIKEN Zentrum für Neurowissenschaften (CBS) visualisiert haben, diese Dynamik in der lebenden Maus Gehirn für die erste Zeit, die Beobachtung von schnellen und langsamen molekularen Signalwege, die Unterstützung memory-Funktion. Diese Vorgänge im Gehirn Zellen, die sogenannten Astrozyten, enthüllt ein weiterer wichtiger Weg, in dem diese Zellen, die Neuronen.
Norepinephrin, auch genannt Noradrenalin, ist ein dual-Hormon und neurotransmitter, der bereitet den Körper auf Aktion. Die bisherige Forschung hat gezeigt, dass Noradrenalin-Freisetzung ist wichtig für die Modifizierung von Synapsen, den verbindungen zwischen den Neuronen bilden und festigen von Erinnerungen. Astrozyten sind wichtige Mediatoren für diese Veränderungen, und die Forscher waren daran interessiert, beobachten Sie in Echtzeit, was passiert in diesen Zellen bei Mäusen lernen. Ihre Studie erschien in “Nature Communications” auf Januar 24.
Ersten, das team künstlich stimuliert Gehirnzellen mit Licht, eine Methode, die sogenannte optogenetik, zu induzieren Noradrenalin-Freisetzung. Sie konzentrierten sich auf die noradrenergen Neuronen mit Ursprung in einem gehirnteil-dem locus coeruleus. Noradrenalin-release gestartet, zwei verschiedene Ketten von molekularen Ereignisse, die erste mit Kalzium die Aktivität und das zweite cAMP, einem wichtigen Signalmolekül. Kalzium-Spiegel in Astrozyten waren schnell zu folgenden erhöhten Noradrenalin-Freisetzung, während die cAMP-Spiegel hatte einen langsameren, aber kontinuierlichen Anstieg. “Wir glauben, dass diese schnelle und langsame Dynamiken sind von Bedeutung, weil calcium elevation in Astrozyten fördert die synaptische Plastizität oder die Fähigkeit der Zellen, um neue Speicher-verbindungen, Lager, Höhe mobilisiert Energie-Stoffwechsel und für die Speicher-Konsolidierung,” sagte Hajime Hirase, senior-Autor und team leader bei RIKEN CBS.
Um zu sehen, wie diese schnellen und langsamen molekularen Reaktionen ausgelöst natürlich, Mäuse gegeben wurden random-air-puffs, um das Gesicht zu evozieren eine kurze schreckhaftigkeit. In dieser situation, cAMP-Spiegel nicht gehen, während bei calcium wurde erhöht, wie zuvor beobachtet. In einem zweiten experiment wurden Mäuse gegeben eine Fuß-Schock-gepaart mit einem sound zu schaffen, eine Angst, die Erinnerung. Als Sie hörte das Geräusch wieder, die Mäuse würden einfrieren in Erwartung eines Schlages. Diese Zeit, die cAMP-Werte waren deutlich erhöht, während Kalzium-Spiegel stieg aber schnell spitz zulaufend. “Wenn die Mäuse sind in diesem anhaltenden Zustand der Wachsamkeit, viel Noradrenalin freigesetzt wird, gepaart mit sukzessive cAMP”, erklärt der Erstautor Yuki Oe, ein Forschungs-Wissenschaftler in der Hirase ‘ s Gruppe. “Das spiegelt wider, wie die Astrozyten unterstützen die Bildung des furchtgedächtnisses.” Weder calcium-noch Lager-Antworten wurden bei Mäusen, die gegeben wurden Noradrenalin-blockierenden Drogen, was darauf hinweist, dass die Noradrenalin-Freisetzung ist in der Tat der Auslöser für diese Veränderungen.
