Bagaimana Litar Otak Anda Menjadi Kesalahan
Para penyelidik mendapati bahawa pendawaian yang salah berlaku apabila molekul RNA yang tertanam dalam akson yang tumbuh tidak mengalami degradasi setelah mereka memberi arahan yang membantu mengarahkan sel saraf.
Contohnya, isyarat yang memberitahu akson berpusing - yang akan hilang setelah giliran dibuat - tetap aktif, mengganggu isyarat baru yang bertujuan untuk memandu akson ke arah lain.
"Memahami asas kesalahan otak dapat membantu para saintis membuat terapi dan strategi baru untuk memperbaiki masalah," kata pengarang kanan kajian itu, Samie Jaffrey, M.D., Ph.D.
"Otak cukup plastik dan dapat diubah pada usia yang sangat muda, dan jika kita tahu mengapa litar dikelirukan dengan baik, mungkin untuk membetulkan jalan tersebut, yang memungkinkan otak untuk membina pendawaian yang baru dan berfungsi."
Gangguan yang berkaitan dengan rangkaian neuron yang salah termasuklah epilepsi, autisme, skizofrenia, keterbelakangan mental dan kelenturan dan gangguan pergerakan, katanya.
Semasa perkembangan otak, neuron harus saling terhubung, yang mereka lakukan dengan memanjangkan akson panjangnya untuk saling menyentuh, kata para penyelidik. Pada akhirnya, neuron membentuk litar antara otak dan tisu sasaran di mana isyarat kimia dan elektrik dihantar.
Dalam kajian baru, para penyelidik melihat neuron yang bergerak ke saraf tunjang ke otak.
"Sangat penting bahawa akson diposisikan tepat di saraf tunjang," kata Jaffrey. "Jika mereka diposisikan secara tidak tepat, mereka akan membentuk sambungan yang salah, yang dapat menyebabkan isyarat dikirim ke sel sasaran yang salah di otak."
Cara akson membimbing dan menemukan sasaran yang tepat adalah melalui "kerucut pertumbuhan" yang terletak di hujung akson, katanya.
"Kerucut pertumbuhan ini memiliki kemampuan untuk merasakan lingkungan, menentukan di mana target dan menavigasi ke arah mereka," lanjutnya. "Persoalannya selalu - bagaimana mereka tahu bagaimana melakukan ini? Dari mana datangnya arahan yang memberitahu mereka bagaimana mencari sasaran yang tepat? "
Para penyelidik mendapati bahawa molekul RNA yang tertanam di kerucut pertumbuhan bertanggungjawab untuk mengarahkan akson bergerak ke kiri atau kanan, ke atas atau ke bawah. RNA ini menghasilkan protein seperti antena yang mengarahkan akson seperti peluru berpandu kendiri.
"Semasa rangkaian sedang dibina, RNA di kerucut pertumbuhan neuron kebanyakannya tidak bersuara," jelasnya. "Kami mendapati bahawa RNA spesifik hanya dibaca pada tahap yang tepat untuk menghasilkan protein yang tepat yang diperlukan untuk mengarahkan akson pada waktu yang tepat. Setelah protein dihasilkan, kami melihat bahawa arahan RNA merosot dan hilang. "
"Sekiranya RNA ini tidak hilang ketika seharusnya, akson tidak memposisikan dirinya dengan betul - mungkin bergerak ke kanan dan bukannya kiri - dan pendawaiannya tidak betul dan litar mungkin rosak," sambungnya.
Para penyelidik tidak menjangkakan bahawa kawalan pendawaian otak terletak pada molekul RNA ini yang "sentiasa dinyalakan secara dinamik," kata Jaffrey.
"Ini memberitahu kita bahawa mengatur jalur degradasi RNA ini dapat memberikan dampak yang luar biasa pada perkembangan otak," katanya. "Sekarang kita tahu di mana harus mencari untuk mengasingkan proses ini ketika berjalan serba salah, dan memikirkan bagaimana kita dapat memperbaikinya."
Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Sel.
Sumber: Kolej Perubatan Weill Cornell
