Sadece Nöronlar Değil, Beyin Astrositleri de Bilgiyi İşliyor
Astrositlerin her zaman nöronların aksine sinir sisteminin hizmet hücreleri olduğu düşünülmüştür. Ancak durum muhtemelen böyle değildir. Astrositlerin hafıza süreçlerinde son derece önemli bir işlevi vardır.
Beyindeki ve merkezi sinir sistemindeki nöronlar, somalarından (nöron gövdesi) ayrılan dallanma yapıları olan dendritlerinden aldıkları bilgileri iletir ve entegre ederler.
Ancak şimdiye kadar, merkezi sinir sistemindeki (MSS) büyük bir yıldızsı glial hücre sınıfı olan astrositlerin aktivitesinin büyük ölçüde koordine olmadığı ve bu nedenle astrositlerde bilgi birikiminin gerçekleşmediği varsayılıyordu.
Ancak yeni deneyler durumun böyle olmadığını gösterdi.
Sinirbilimciler, astrositlerin olaylar hakkında bilgi biriktirebildiğini ve muhtemelen bunu sinapsları ve nöronları ayarlamak için kullanabileceğini göstermiştir.
Bulguları Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı. Sinirbilimciler, farelerin beyinlerinde kalsiyum iyonları ile yapılan görüntüleme deneylerinde astrositlerde meydana gelen süreçleri gösterdiler.
Astrositlerin beyin fonksiyonlarındaki rolü
Fridtjof Helmchen, “Kalsiyum görüntüleme verilerinin derinlemesine analizi sırasında beklenmedik bir gözlem yaptık: kalsiyum sinyallerinin uzun ve ince hücre çıkıntıları boyunca saniyeler içinde astrosit gövdesine yayıldığını fark ettik.” diyor.
Nöronların aksine, astrositler elektriksel olarak uyarılabilir değildir, yani elektrik sinyalleri üretmez veya iletmezler. Dolayısıyla, astrositlerin aktivitesini gözlemlemenin tek yolu, içlerindeki kalsiyum gibi sinyal moleküllerini görselleştirmektir. Bilim insanları tam da bunu yaptı.
Sinirbilimciler deneylerinde, beyin sapında uyarılma ve dikkat süreçlerini düzenleyen küçük bir çekirdek olan locus coeruleus’u aktive etmek için optogenetik tekniklerini kullandılar.
Astrositler nasıl çalışır?
Ruprecht, “Astrositik olayların nöromodülatör noradrenalin tarafından düzenlendiğini gösterdik” diyor.
“Ayrıca bu entegrasyonun uyarım ve beyin sapındaki küçük bir çekirdek olan locus coeruleus tarafından nasıl düzenlendiğini de gösterdik. Bu bilgi işleme tarzının, astrositlerin hipokampus ve kortekste hesaplama birimleri olarak işlev görmesi için muhtemelen temel olduğuna inanıyoruz.”
Bilim insanları özellikle astrositlerin sinapsların durumunu etkilemesinin ve hafıza oluşumunda önemli bir rol oynayan sinaptik plastisiteyi değiştirmesinin oldukça mümkün olduğunu belirtiyor.
Bu, astrositlerin etkisinin zaman ölçeği de dahil olmak üzere kanıtlanmıştır – sinyal, nöronlarda olduğu gibi saniyenin kesirleri değil, saniyeler boyunca iletilir.
Hafızada mutlaka saklanan önemli olayların etkisi altındaki astrositler sinapsların plastisitesini değiştiriyorsa, beyin işlevindeki rolleri sadece nöronların canlılığını korumaktan çok daha önemlidir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Sadece Nöronlar Değil, Beyin Astrositleri de Bilgiyi İşliyor