Az ERC- és Lendület-nyertes Makara Judit és kutatótársainak új tanulmányát a Nature Communications közölte.

A kutatók a hippokampusz CA3 régiójában vizsgálták a piramissejtek jellemző tüzelési mintázatát, az úgynevezett complex spike burstöt (CSB).  Ez jellegzetesen egyre csökkenő amplitúdójú akciós potenciálokból áll, melyek elnyújtott depolarizáción ülnek. Ezt a lassú depolarizációt a dendritek regeneratív kisülése okozza, amit platópotenciálnak neveznek. Az utóbbi évek kutatásai eredményei arra utalnak, hogy a platópotenciál és a CSB fontos szerepet játszhat a piramissejtek információkódolási tulajdonságainak kialakításában.

Makara Judit a kutatásról a koki.hu-nak nyilatkozva elmondta azt is, hogy a CA3 régiót főként különleges szinaptikus kapcsolatrendszere és plasztikus szinapszisai miatt a tankönyvek az asszociatív memória kialakításáért felelős egyik hálózatnak tartják. Az itteni piramissejtek dendritikus tulajdonságairól és ezek funkcionális szerepéről azonban a kutatók még mindig viszonylag keveset tudnak, így nem volt tisztázott a complex spike burstök kialakulásának mechanizmusa sem.

Makara Judit és kutatótársai kísérleteik során meglepetésre azt találták, hogy a CA3 piramissejtek képessége a platópotenciál (és CSB) tüzelésére nagyon heterogén. Kiderült, hogy a sejtek egy részében a dendritek szokatlanul jól ingerelhetőek (excitabilisak) és ezekben a sejtekben platópotenciált szinte bármilyen elhelyezkedésű, akár kis számú lokálisan korrelált szinaptikus bemenet ki tud váltani. Ezzel szemben a sejtek egy másik része nem ennyire érzékeny. Bennük a klasszikus modellnek megfelelően csak a dendritfa nagy részének kombinált ingerlése vált ki CSB-t.

A heterogenitás lehetséges okait keresve a kutatók felfedezték, hogy a sejtek CSB-érzékenysége részben összefügg a pontos elhelyezkedésükkel a CA3 régión belül, és a különböző alterületeken specifikus ioncsatonák képesek szabályozni ezt a tulajdonságot. Összességében az eredmények azt mutatják, hogy a CA3 piramissejtekben a CSB másfajta komputációs jelként működhet, mint ahogy azt korábban gondolták, és ez a jel finoman hangolható egyes ioncsatornák aktivitásának szabályozásán keresztül. Mindez azért is fontos, mert a dendritek információfeldolgozó szerepét az asszociatív CA3 hálózat tankönyvi működési modelljeiben eddig nem vették figyelembe.

Ide kattintva olvasható a teljes interjú, melyben Makara Judit a friss eredményen túl a jövőbeli tervekről és a KOKI-ban folyó munkáról is beszél.

A teljes szakcikk itt érhető el.

A címlapképen egy egér hippokampuszának keresztmetszete látható – forrás: Flickr/NIH Image Gallery