Beynin Yaddaş Mərkəzi: Alimlər Gözlənilməyən Dörd Gizli Neyron Qatını Tapdılar

Keck USC Tibb Məktəbinin (Stevens INI) tədqiqatçıları beynin öyrənmə və yaddaş üçün açar rol oynayan əsas sahəsində indiyədək bilinməyən təşkilatlanma formasını ortaya çıxarıblar. Nature Communications jurnalında dərc olunan nəticələrə görə, siçanın hippokampusunun CA1 hissəsində ixtisaslaşmış hüceyrə növlərindən ibarət dörd ayrı qat aşkar edilmişdir. Hippokampus yaddaşların formalaşmasında, məkan yönümlülüyündə və emosiyalara təsir göstərməkdə çox vacib rol oynayır. Bu qatların kəşfi, məlumatın beynin bu kritik hissəsində necə hərəkət etdiyinə dair yeni perspektivlər yaradır. Bundan əlavə, bu tapıntı Alsheymer xəstəliyi və epilepsiya kimi hallarda bəzi hüceyrə növlərinin niyə xüsusilə həssas olduğunu anlamağa kömək edə bilər.

Tədqiqatın baş müəllifi, doktor Maykl S. Bienkowski qeyd edir ki, CA1 neyronları hər biri özünəməxsus molekulyar xüsusiyyəti ilə müəyyən edilən dörd nazik, fasiləsiz zolaq şəklində təşkil olunub. Alimlər uzun müddətdir hippokampusun bu bölgəsinin fərqli hissələrinin öyrənmə və yaddaşın fərqli aspektlərini idarə etdiyindən şübhələnirdilər, lakin əsas hüceyrələrin yerləşməsi aydın deyildi. Bu qatlar hippokampusun uzunluğu boyunca qalınlığını incə şəkildə dəyişir və sabit qalmır. Bu yerdəyişmə o deməkdir ki, CA1-in hər bir hissəsi özünəməxsus neyron növlərinin qarışığına malikdir ki, bu da müxtəlif bölgələrin niyə fərqli davranışları dəstəklədiyini izah edir. Bu, həmçinin müəyyən CA1 neyronlarının Alsheymer və epilepsiya kimi xəstəliklərə niyə daha çox məruz qaldığını göstərə bilər: əgər xəstəlik bir qatdakı hüceyrə tipini hədəf alırsa, təsirlər qatın CA1-in hansı yerində daha qabarıq olmasından asılı olacaq.

Bu strukturu dərindən araşdırmaq üçün tədqiqat qrupu yüksək çözünürlüklü mikroskopiya ilə birlikdə RNAscope adlı xüsusi RNA etiketləmə üsulunu işə saldı. Bu metod, siçan CA1 toxumasının içində tək molekullu gen ifadəsini müşahidə etməyə və aktiv genlərə əsaslanaraq fərdi neyron növlərini müəyyən etməyə şərait yaratdı. Alimlər 58,065 CA1 piramidal hüceyrəsindən genlərin nə vaxt və harada ifadə olunduğunu göstərən 330,000-dən çox RNA molekulunu qeydə aldılar. Bu gen fəaliyyəti formalarını xəritələndirərək, onlar CA1 bölgəsi boyunca fərqli sinir hüceyrəsi növləri arasındakı sərhədləri əks etdirən ətraflı bir hüceyrə atlası yaratdılar. Nəticələr göstərdi ki, CA1 dörd fasiləsiz sinir hüceyrəsi qatına malikdir. Bu qatların hər biri özünəməxsus aktiv gen formasına görə fərqlənir. Tədqiqatçı Maricarmen Pachicano qeyd edib ki, gen RNA formalarına tək hüceyrə səviyyəsində baxdıqda, daşlardakı geoloji qatlara bənzəyən açıq zolaqlar görmək mümkün oldu. Bu aydın təşkilat, CA1-i daha qarışıq bir mozaika kimi təsvir edən əvvəlki anlayışları aydınlaşdırır.

Hippokampus Alsheymer xəstəliyində ilk zərər görən bölgələrdən biri olduğu üçün, CA1-in bu qatlı strukturunun müəyyən edilməsi böyük əhəmiyyət daşıyır. Bu məlumat, xəstəliklər inkişaf etdikcə hansı neyron növlərinin ən çox risk altında olduğunu təyin etmək üçün əsaslı bir bələdçi rolunu oynayır. Stevens INI-nin direktoru Artur W. Toga bildirib ki, bu iş müasir görüntüleme və məlumat elminin beyin anatomiyasına baxışımızı necə dəyişdirə biləcəyinə ən yaxşı nümunədir. Tədqiqatçılar öz tapıntılarını “Hippokampus Gen İfadəsi Atlası” (HGEA) məlumatlarına əsaslanaraq yeni bir CA1 hüceyrə tipi atlasında birləşdirdilər. Bu resurs bütün dünyadakı alimlərə pulsuz təqdim edilir və interaktiv 3D vizualizasiyalar vasitəsilə hippokampusun strukturunu detallı öyrənməyə imkan verir. Siçanlarda müşahidə edilən bu qatlı forma, primatlar və insanlarda da oxşar olduğu üçün, alimlər bu təşkilatlanmanın bir çox məməli növü tərəfindən paylaşıla biləcəyinə inanırlar. Doktor Bienkowski qeyd edir ki, növbəti hədəf bu qatların davranışla necə əlaqəli olduğunu öyrənməkdir.