न्यूरॉन्स दिखाने के लिए अलग-अलग शैलियों के रूप में वे के साथ बातचीत के एक ही पेशी साथी-ScienceDaily


एक नए अध्ययन द्वारा एमआईटी neuroscientists में कैसे मालूम होता है समान neuronal उपप्रकार ड्राइव हरकत में फल मक्खी का पता चला एक अप्रत्याशित विविधता के रूप में मस्तिष्क के आदेशों थे relayed करने के लिए मांसपेशी फाइबर. एक अनुक्रम के प्रयोगों से पता चला एक नाटकीय अंतर के बीच दो तंत्रिका कोशिकाओं-एक न्यूरॉन के तले समायोजित करने के लिए विभिन्न परिवर्तनों द्वारा अन्य, लेकिन प्राप्त नहीं लौटाना जवाब में जब हालात बदल रहे थे.

निष्कर्षों में प्रकाशित तंत्रिका विज्ञान के जर्नल सुझाव है कि इन उपवर्गों के न्यूरॉन्स, जो भी कर रहे हैं में बहुतायत से पाए जाते लोगों और कई अन्य जानवरों, प्रदर्शनी के लिए एक पहले से नाचीज विविधता में उनकी प्रवृत्ति के लिए परिवर्तन करने के लिए प्रतिक्रिया, एक प्रमुख संपत्ति के रूप में जाना जाता “synaptic plasticity.” Synaptic plasticity माना जाता है एक आवश्यक तंत्र के कैसे सीखने और स्मृति मस्तिष्क में होते हैं, और aberrations के रूप में की प्रक्रिया की संभावना के लिए केंद्रीय विकारों इस तरह के आत्मकेंद्रित के रूप में.

“देखकर कि इन दो अलग अलग प्रकार के मोटर न्यूरॉन्स में वास्तव में बहुत अलग प्रकार के plasticity, यह रोमांचक है क्योंकि इसका मतलब यह नहीं है सिर्फ एक ही बात हो रहा है ने कहा,” वरिष्ठ लेखक ट्रॉय Littleton, के एक सदस्य Picower संस्थान के लिए सीखने और स्मृति और मेनिकॉन तंत्रिका विज्ञान के प्रोफेसर, एमआईटी में के विभागों के जीव विज्ञान और मस्तिष्क और संज्ञानात्मक विज्ञान है. “वहाँ के कई प्रकार की चीजों को बदला जा सकता है कि बदलने के लिए कनेक्टिविटी के भीतर neuromuscular प्रणाली.”

टॉनिक और प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन्स

दोनों के न्यूरॉन्स काम एक ही रास्ते में, उत्सर्जन के द्वारा न्यूरोट्रांसमीटर ग्लूटामेट पर उनके कनेक्शन, या synapses के साथ मांसपेशियों. लेकिन इन दो न्यूरॉन्स करते हैं, तो अलग अलग शैलियों के साथ. के “टॉनिक” न्यूरॉन को जोड़ता है, जो करने के लिए केवल एक ही मांसपेशियों, का उत्सर्जन करता है अपने ग्लूटामेट पर एक स्थिर लेकिन कम दर है, जबकि मांसपेशियों सक्रिय है । इस बीच, “प्रावस्था संबंधी” न्यूरॉन जोड़ता है करने के लिए एक पूरे समूह की मांसपेशियों और कूदता में के साथ एक मजबूत त्वरित नाड़ी गतिविधि के वसंत के लिए मांसपेशियों में कार्रवाई की है ।

शीर्षक में अध्ययन Littleton और सीसा लेखक निकोल Aponte-सैंटियागो के लिए उत्सुक थे कि क्या पता लगाने के इन अलग-अलग न्यूरॉन्स प्रतिस्पर्धा या सहयोग ड्राइव करने के लिए मांसपेशी फाइबर, और अगर वे प्रदर्शित विभिन्न plasticity जब उनके कार्यों के लिए बदल रहे थे. पर शुरू करने के लिए क्या अंत में उसे बन गया शोध प्रबंध के अनुसंधान, Aponte-सैंटियागो विकसित करने का मतलब दर्जी आनुवंशिक परिवर्तन में विशेष रूप से प्रत्येक के दो न्यूरॉन्स.

“कारण है कि हम करने में सक्षम थे इन सवालों के जवाब में पहली जगह में था, क्योंकि हम उत्पादन उपकरण शुरू करने के लिए विभिन्न जोड़ तोड़ एक न्यूरॉन बनाम अन्य में से एक, या लेबल एक अन्य बनाम एक ने कहा,” Aponte-सैंटियागो, जो पीएचडी अर्जित लिट्लटन में प्रयोगशाला इससे पहले इस वसंत में है और अब एक postdoc पर कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के सैन फ्रांसिस्को.

आनुवंशिक के साथ उपयोग करने के लिए प्रत्येक न्यूरॉन, Aponte-सैंटियागो साफ़ तौर पर उन्हें लेबल को देखने के लिए हर एक में विकसित लार्वा फ्लाई के रूप में वे विकसित की है । उसने देखा कि टॉनिक न्यूरॉन पर पहुंच गया मांसपेशियों और है कि प्रावस्था संबंधी जुड़ा एक पेशी के लिए बाद में. उसने यह भी देखा है कि के विपरीत स्तनधारियों में, न्यूरॉन्स प्रतिस्पर्धा नहीं किया था को नियंत्रित करने के लिए मांसपेशियों में बने रहे, लेकिन पक्ष की ओर से, प्रत्येक योगदान में अपनी विशेषता के लिए रास्ता कुल विद्युत गतिविधि की जरूरत है ड्राइव करने के लिए आंदोलन ।

के अध्ययन के लिए न्यूरॉन्स’ plasticity, Aponte-सैंटियागो कार्यरत दो जोड़तोड़ के प्रत्येक न्यूरॉन. वह या तो मिटा दिया है, उन्हें पूरी तरह से बाहर उन्हें बनाने के द्वारा व्यक्त एक घातक प्रोटीन कहा जाता है “लवन” या वह काफी हद तक नीचे tamped उनके ग्लूटामेट गतिविधि के माध्यम से अभिव्यक्ति की टिटनेस विष ।

जब वह बाहर साफ प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन लवन के साथ, टॉनिक न्यूरॉन जल्दी से कदम रखा है, इसके संकेत, प्रयास करने के लिए क्षतिपूर्ति के रूप में ज्यादा के रूप में यह कर सकता है. लेकिन मक्खियों जहां वह बाहर साफ टॉनिक न्यूरॉन, की प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन हिलता नहीं किया था सब पर, जारी रखने के रूप में अगर कुछ भी नहीं बदल गया था.

इसी तरह जब Aponte-सैंटियागो कम गतिविधि की प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन के साथ विष, टॉनिक न्यूरॉन की संख्या में वृद्धि हुई boutons और सक्रिय क्षेत्र संरचनाओं में अपने synapses के लिए प्रतिक्रिया करने के लिए नुकसान के अपने साथी. लेकिन जब वह कम गतिविधि के टॉनिक न्यूरॉन की प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन फिर से प्रकट नहीं किया था करने के लिए प्रतिक्रिया.

में सभी प्रयोगों में, मांसपेशियों प्राप्त की कम समग्र ड्राइव से न्यूरॉन्स की तुलना में जब सब कुछ सामान्य था । और जबकि प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन जाहिरा तौर पर परेशान नहीं किया के लिए बनाने के लिए किसी भी नुकसान के भाग पर टॉनिक न्यूरॉन, टॉनिक न्यूरॉन कार्यरत विभिन्न क्षतिपूर्ति करने का मतलब है — या तो बढ़ रही है इसके संकेत या बढ़ाने के द्वारा संख्या के लिए अपने कनेक्शन पर मांसपेशियों — पर निर्भर करता है कि कैसे प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन कम थी.

“यह काफी पेचीदा है कि निकोल ने पाया कि जब प्रावस्था संबंधी इनपुट वहाँ नहीं था, वहाँ था एक अद्वितीय फार्म के plasticity है कि टॉनिक न्यूरॉन से पता चला,” Littleton ने कहा, “लेकिन अगर प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन वहाँ गया था और काम नहीं कर रहा था, टॉनिक न्यूरॉन व्यवहार में एक बहुत ही अलग तरीका है.”

एक और दिलचस्प पहलू के अध्ययन की भूमिका है, मांसपेशियों में ही हो सकता है, जो एक सक्रिय मध्यस्थ के plasticity, Littleton कहा. न्यूरॉन्स नहीं समझ सकते हैं जब एक दूसरे से नष्ट हो गया है या निष्क्रिय. इसके बजाय मांसपेशियों में प्रकट होता है कॉल करने के लिए उन लोगों के लिए परिवर्तन.

“भले ही एक मांसपेशी के दो अलग-अलग आदानों, यह की तरह कर सकते हैं विशिष्ट रूप से उन पर नियंत्रण दो,” Littleton कहा. “जब पेशी हो रही है ग्लूटामेट है, यह पता है कि यह आ रहा है से टॉनिक या प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन और यह करता है परवाह है? यह प्रतीत होता है कि यह परवाह करता है, यह है कि यह वास्तव में जरूरत है टॉनिक की तुलना में अधिक प्रावस्था संबंधी. जब प्रावस्था संबंधी चला गया है यह बदलाव कुछ के plasticity, लेकिन जब टॉनिक चला गया है प्रावस्था संबंधी ज्यादा नहीं कर सकते हैं इसके बारे में.”

नए काम में, प्रयोगशाला अब देख में अंतर जीन की अभिव्यक्ति के बीच दो न्यूरॉन्स की पहचान करने के लिए जो प्रोटीन के लिए जिम्मेदार हैं, अद्वितीय गुण और plasticity के टॉनिक और प्रावस्था संबंधी न्यूरॉन्स. द्वारा परिभाषित के आनुवंशिक आधार की अपनी अद्वितीय गुण है, प्रयोगशाला शुरू करने के लिए उम्मीद करने के लिए पर एक संभाल पाने के आणविक आधार की neuronal विविधता है मस्तिष्क में.



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