Visualizzazione delle sinapsi di nuova formazione con una risoluzione senza precedenti

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La formazione di sinapsi eccitatorie e inibitorie tra neuroni durante lo sviluppo precoce dà origine alle reti neuronali che consentono funzioni sensoriali e cognitive negli esseri umani.

Le sinapsi inibitorie diminuiscono il potenziale d’azione di una cellula, mentre le sinapsi eccitatorie aumentano le sue possibilità. Sorprendentemente, sia le sinapsi eccitatorie che inibitorie si formano su dendriti dei neuroni corticali con alta precisione spaziale e temporale e si ritiene che la disposizione spaziale delle sinapsi determina le conseguenze funzionali di eccitazione e di inibizione delle attività neuronali. Tuttavia, studiare i meccanismi generali di formazione delle sinapsi e la loro distribuzione sui dendriti è stato molto difficile a causa della mancanza di metodi affidabili.

Nella loro pubblicazione sulla rivista Science nel mese di agosto, i ricercatori MPFI  Chan Oh e Hyung-Bae Kwon, descrivono come hanno appunto indotto e visualizzato la formazione di nuove sinapsi in tempo reale in animali vivi. Utilizzando tecniche ottiche particolari, i ricercatori hanno dimostrato che il rilascio locale del neurotrasmettitore GABA, induce sia la formazione di sinapsi inibitorie ed eccitatorie nei neuroni corticali in via di sviluppo nei topi. L’induzione delle sinapsi richiede la segnalazione attraverso i recettori GABA e canali del calcio e le strutture sinaptiche di nuova formazione hanno rapidamente assunto le loro funzioni.

Direzioni future

Gli scienziati hanno ottimizzato un metodo spazio/ temporale controllato che induce e visualizza la formazione di sinapsi inibitorie ed eccitatorie nei neuroni corticali in vitro e in vivo. Secondo il Dr. Oh, questi risultati suggeriscono un modello in cui GABA è la molecola comune che definisce l’equilibrio tra i contatti sinaptici inibitori e eccitatori nelle prime fasi postnatali. “Dato che la formazione anomala di sinapsi provoca varie malattie dello sviluppo neurologico, come disturbi dello spettro autistico e l’epilessia, la comprensione dei meccanismi della formazione delle sinapsi sarà importante per lo sviluppo di nuove strategie terapeutiche per queste condizioni”, ha spiegato il Dr. Kwon.

Fonte: Medicalxpress