Astrocitele conectează regiuni specifice ale creierului prin rețele plastice

Într-un studiu recent publicat în Nature, cercetătorii evidențiază rolul esențial al astrocitelor în comunicarea dintre regiuni ale creierului, contrar ideii tradiționale că axonii neuronali sunt principalii mediatori ai conectivității funcționale. Conform nature.com, astrocitele comunică prin joncțiuni gap, dar amploarea și specificitatea acestei comunicări rămân slab înțelese.

👉 Rolul astrocitelor în conectivitatea funcțională a creierului

Axonii neuronali au fost considerați tradițional principalii mediatori ai conectivității funcționale între regiunile creierului. Cu toate acestea, rolul comunicării mediate de astrocite a fost în mare măsură subevaluat. Astrocitele comunică între ele prin joncțiuni gap, însă amploarea și specificitatea acestei comunicări rămân puțin cunoscute. Joncțiunile gap ale astrocitelor sunt necesare pentru formarea memoriei, plasticitatea sinaptică, coordonarea semnalizării neuronale și închiderea perioadelor critice vizuale și motorii. Aceste constatări indică faptul că acest tip de comunicare este esențial pentru dezvoltarea și funcționarea corectă a sistemului nervos central.

În ciuda importanței rețelelor de joncțiuni gap ale astrocitelor, studiul acestora a fost provocator. Metodele actuale, cum ar fi electrofiziologia pe secțiuni, perturbă conectivitatea rețelei și introduc artefacte din cauza daunelor tisulare. Pentru a depăși aceste limitări, am dezvoltat o abordare bazată pe vectori care etichetează moleculele pe măsură ce sunt fluxate de joncțiunile gap ale astrocitelor în animale vii, aflate în activitate. Apoi, am utilizat clearing-ul țesutului întreg al creierului pentru a imagina aceste rețele intacte de astrocite tridimensionale.

👉 Structura și dinamica rețelelor de astrocite în creierul șoarecelui

Afișăm că multiple rețele de astrocite traversează creierul șoarecelui. Aceste rețele se conectează selectiv la regiuni specifice, mai degrabă decât să se difuzeze în mod aleator, și variază în dimensiune și organizare. Observăm rețele locale care sunt restrânse la regiuni individuale ale creierului și rețele pe distanțe lungi care interconectează robust mai multe regiuni între emisfere, adesea prezentând tipare distincte față de rețelele neuronale cunoscute. De asemenea, demonstrăm că rețelele de astrocite trec prin reorganizare structurală în creierul adult după deprivarea senzorială. Aceste constatări dezvăluie un mod de comunicare între regiunile îndepărtate ale creierului, mediat de rețele plastice de astrocite cu joncțiuni gap.