'Tế bào hỗ trợ' của não đóng vai trò tích cực trong trí nhớ và học tập
Nghiên cứu mới cung cấp thêm bằng chứng cho thấy các tế bào thần kinh đệm không chỉ hỗ trợ và nuôi dưỡng các tế bào thần kinh, vốn được cho là những tế bào chịu trách nhiệm cho hoạt động của não.
Có vẻ như các tế bào thần kinh đệm được gọi là tế bào hình sao - được gọi như vậy vì chúng có hình dạng tương tự như các ngôi sao - đóng một vai trò tích cực trong trí nhớ và học tập.
Đây là theo một nghiên cứu mới từ Đại học California (UC), Riverside.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng tế bào hình sao - chiếm số lượng lớn hơn rất nhiều tế bào thần kinh - có thể quản lý không gian giới hạn trong vùng hải mã của não bằng cách cắt bỏ các khớp thần kinh không mong muốn hoặc các kết nối giữa các tế bào thần kinh.
Hồi hải mã là một phần nhỏ nhưng rất quan trọng của não bộ, rất quan trọng đối với trí nhớ và học tập.
Trong một bài báo hiện được xuất bản trong Tạp chí Khoa học Thần kinh, các nhà nghiên cứu mô tả cách họ khám phá các cơ chế mà qua đó các tế bào hình sao điều chỉnh "quá trình tái tạo mạch hồi hải mã trong quá trình học."
Họ phát hiện ra rằng khi tế bào hình sao sản xuất quá nhiều protein gọi là ephrin-B1, nó sẽ gây ra các vấn đề về trí nhớ ở chuột.
Như tác giả nghiên cứu cao cấp Iryna M. Ethell, giáo sư khoa học y sinh tại Trường Y của UC Riverside, giải thích, “Sản xuất [O] của protein này trong tế bào hình sao có thể dẫn đến suy giảm khả năng ghi nhớ ngữ cảnh và khả năng điều hướng trong không gian . ”
Tế bào thần kinh, tế bào thần kinh đệm và khớp thần kinh
Có hai loại tế bào chính trong não và tủy sống: tế bào thần kinh; và các tế bào thần kinh đệm phong phú hơn, được tạo thành từ các tế bào microglias, tế bào hình sao và tế bào hình cầu.
Ban đầu, người ta cho rằng tế bào thần kinh là đơn vị hoạt động tích cực của não, và vai trò của tế bào thần kinh đệm là hỗ trợ và nuôi dưỡng chúng một cách thụ động.
Nhưng ngày càng có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các tế bào thần kinh đệm không còn thụ động và đóng vai trò tích cực trong sự phát triển của não và hệ thần kinh.
Ví dụ, chúng ta biết rằng tế bào hình sao giúp điều chỉnh sự hình thành và chức năng của các khớp thần kinh, hoặc khoảng trống giữa phần cuối của một tế bào thần kinh và các tế bào thần kinh khác mà nó giao tiếp.
Giao tiếp là nhờ các sứ giả hóa học, hoặc chất dẫn truyền thần kinh, để truyền tín hiệu qua các khớp thần kinh.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng các nghiên cứu trước đây đã liên kết các tương tác bất thường giữa tế bào hình sao và tế bào thần kinh với các rối loạn phát triển và thoái hóa của não.
Một số nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các tương tác bất thường có liên quan đến sự suy giảm trí nhớ và khả năng học tập. Tuy nhiên, họ không xác định được các cơ chế cơ bản.
Theo những phát hiện của chính họ, Giáo sư Ethell nói rằng bà và các đồng nghiệp của mình tin rằng “các tế bào hình sao biểu hiện quá nhiều ephrin-B1 có thể tấn công các tế bào thần kinh và loại bỏ các khớp thần kinh”.
Loại “mất khớp thần kinh” này đã được quan sát thấy ở bệnh Alzheimer, bệnh xơ cứng teo cơ bên và các bệnh thoái hóa thần kinh khác.
Tế bào hình sao loại bỏ khớp thần kinh
Các nhà nghiên cứu bắt đầu nghiên cứu sự tương tác giữa tế bào thần kinh đệm và tế bào thần kinh bằng cách kiểm tra tác động của tế bào hình sao lên tế bào thần kinh của chuột trong phòng thí nghiệm. Họ phát hiện ra rằng khi họ thêm các tế bào hình sao sản xuất quá nhiều ephrin-B1 vào các tế bào thần kinh, chúng đã “ăn hết” các khớp thần kinh.
Việc loại bỏ các khớp thần kinh trong não làm thay đổi bộ nhớ và mạch học tập, vì vậy phát hiện này cho thấy rằng sự tương tác giữa các tế bào thần kinh đệm và tế bào thần kinh có khả năng ảnh hưởng đến trí nhớ và học tập.
Để khám phá thêm điều này, các nhà khoa học đã nghiên cứu hiệu ứng trên chuột sống. Khi họ tăng nồng độ ephrin-B1 của động vật, họ nhận thấy rằng động vật không thể nhớ các hành vi mà chúng vừa học được.
Có thể là “sản xuất quá mức ephrin-B1 có thể là một cơ chế mới mà theo đó các khớp thần kinh không mong muốn bị loại bỏ trong não khỏe mạnh,” GS Ethell suy đoán.
Ý tưởng này được ủng hộ bởi thực tế là sự gia tăng sản xuất ephrin-B1 bởi các tế bào hình sao thường được quan sát thấy trong chấn thương sọ não.
Tuy nhiên, “loại bỏ quá nhiều” các khớp thần kinh có thể gây ra vấn đề và dẫn đến thoái hóa thần kinh, GS Ethell tiếp tục.
Quên là cần thiết cho việc học
Trong hồi hải mã - phần não bộ chủ yếu quan tâm đến trí nhớ - các khớp thần kinh mới hình thành khi chúng ta học những điều mới.
Giáo sư Ethell nói, vì không gian có hạn trong khu vực nhỏ bé này, cần phải loại bỏ một số kết nối không mong muốn để nhường chỗ cho những kết nối mới khi những ký ức mới hình thành.
Sự cân bằng giữa việc tạo ra các khớp thần kinh mới và loại bỏ các khớp thần kinh không mong muốn được duy trì bởi sự gia tăng và giảm sản xuất ephrin-B1 của các tế bào hình sao.
“Để học hỏi,” Giáo sư Ethell khẳng định, “trước tiên chúng ta phải quên đi.” Cô và các đồng nghiệp của mình đang tiếp tục điều tra các tế bào thần kinh đệm và mong muốn tìm ra lý do tại sao chỉ một số chứ không phải tất cả các tế bào hình sao loại bỏ các khớp thần kinh.
“Điều chúng tôi biết chắc chắn là chỉ nhắm mục tiêu các tế bào thần kinh để nghiên cứu là không hiệu quả. Chính các tế bào thần kinh đệm cũng cần được chúng tôi chú ý ”.
Giáo sư Iryna M. Ethell
