Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Health

Charting otak berkembang – ScienceDaily


Bagaimana Anda bisa membangun jaringan saraf yang lebih kompleks daripada yang dikenal saat ini? Para peneliti di Institut Max Planck untuk Penelitian Otak di Frankfurt, Jerman, telah memetakan perkembangan sirkuit saraf penghambat dan melaporkan penemuan prinsip pembentukan sirkuit yang berbeda. Temuan mereka memungkinkan para ilmuwan memantau perubahan struktur jaringan saraf dengan waktu, menangkap momen ketika seseorang tumbuh dan beradaptasi dengan lingkungannya.

Para peneliti mulai lebih memahami kompleksitas jaringan saraf yang ditemukan di otak kita dan hewan. Tapi bagaimana sirkuit saraf yang tepat dan berbelit-belit bisa dibangun? Kita tahu bagaimana neuron dilahirkan, melakukan perjalanan ke lokasinya di materi abu-abu, tumbuh dan berdiferensiasi. Tetapi bagaimana dan dengan aturan apa triliunan sinapsis – titik kontak canggih yang melaluinya neuron “berbicara untuk mengajar orang lain” – terungkap, seringkali di lokasi yang sangat tepat untuk membentuk jaringan otak kita? Dalam karya yang diterbitkan hari ini di Ilmu, sebuah tim di sekitar Direktur Max Planck Moritz Helmstaedter menganalisis total tiga belas kumpulan data 3-dimensi dari korteks tikus selama berbagai tahap perkembangan: setelah lahir, pada titik waktu yang sebanding dengan bayi, anak-anak, remaja, dan dewasa muda. Mereka menggunakan metode yang disebut “connectomics” untuk memetakan sirkuit saraf yang ditemukan di materi abu-abu korteks serebral, tempat sebagian besar sinapsis otak ditempatkan. Dengan berfokus pada sinapsis sejenis sel saraf yang disebut interneuron, yang diketahui menghambat aktivitas neuron lain dengan cara yang sangat spesifik, mereka mampu melacak perkembangan pilihan mitra sinaptik untuk jenis sel saraf tertentu ini.

“Anehnya, berbagai jenis interneuron mengikuti kursus waktu yang sangat berbeda untuk membentuk mitra sinaptik favorit mereka. Beberapa dapat menginervasi target sinaptik mereka dengan preferensi seperti orang dewasa yang sudah dalam tahap rangkaian yang diselidiki pertama kali yang sesuai dengan otak bayi. Ini terjadi segera ketika otak bayi. Sinapsis kimiawi pertama terbentuk di materi abu-abu kortikal. Yang lain menunjukkan peningkatan tajam dari pilihan target, yang kemungkinan besar disebabkan oleh penghapusan sinapsis yang ditempatkan secara tidak tepat, “jelas Anjali Gour, seorang mahasiswa PhD di departemen dan penulis pertama studi ini.

Penelitian telah menemukan sebelumnya bahwa di beberapa bagian otak, perkembangan tidak hanya melibatkan penciptaan sinapsis baru tetapi juga membutuhkan penghapusan sinapsis. Penemuan bahwa penghilangan sinaps (atau pemangkasan) memiliki fungsi yang tepat dan sangat spesifik untuk pembentukan sirkuit penghambat, bagaimanapun, merupakan kejutan besar. Para peneliti juga menemukan bahwa kelas utama interneuron, yang disebut neuron Chandelier, yang diasumsikan sepenuhnya terbentuk hanya pada masa remaja awal, menunjukkan persarafan struktur mitra sinaptik mereka yang jauh lebih awal dan lebih sistematis daripada yang diketahui sebelumnya.

Pemahaman ini dimungkinkan terlepas dari kenyataan bahwa pemetaan koneksi adalah teknik “snapshot”: jaringan saraf dapat diukur dalam biopsi jaringan otak, tetapi tidak dapat diikuti lebih lanjut dari waktu ke waktu di bagian otak yang sama. Sebaliknya, banyak pengukuran dari otak yang berbeda perlu dilakukan. “Bahwa kami masih dapat mengekstrak profil perkembangan yang jelas dari data ini menggambarkan kepadatan informasi yang ada dalam data penghubung,” kata Gour. “Saya tidak menyangka bahwa kita akan menemukan pola sirkuit yang begitu jelas dalam otak yang masih dalam pengembangan,” tambahnya.

Proses perkembangan pembentukan jaringan saraf dan kemungkinan gangguannya dianggap sebagai kontributor utama beberapa gangguan kejiwaan utama, dan fokus penelitian tertentu telah mengidentifikasi kontribusi sirkuit penghambat terhadap disfungsi ini. Oleh karena itu, pemahaman yang tepat dan rinci tentang rangkaian hambat merupakan prasyarat untuk analisis yang ditargetkan dan kemungkinan gangguan pada kondisi penyakit tersebut. “Kami berharap dapat memetakan lebih tepat lagi pembentukan jaringan normal dan terganggu di sirkuit kortikal untuk memahami kemungkinan perubahan pada penyakit kejiwaan, dan mungkin mengidentifikasi fenotipe koneksi,” kata Helmstaedter.

Apa yang para peneliti laporkan dalam makalah tersebut sesuai dengan “penyaringan koneksi,” dimungkinkan oleh throughput yang jauh lebih tinggi dari metode penghubung yang dicapai baru-baru ini. “Kami berharap pendekatan ini dapat diterapkan secara luas seperti skrining genetik: mempelajari struktur jaringan saraf di bawah berbagai keadaan normal dan sakit untuk memahami perubahan dan kesamaan yang ditemukan pada otak mamalia.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Max Planck Society. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : lagu Togel