جایروس دندانه‌ای (the dentate gyrus) در هیپوکامپ، ناحیه‌ای از مغز است که به تشکیل خاطره‌ها کمک می‌کند. این قسمت همچنین یکی از تنها دو ناحیه‌ای در مغز بزرگسالان است که نورونهای جدید بطور پیوسته تشکیل می‌شوند.
جایروس دندانه‌ای قسمتی از مداری است که سیگنالهای الکتریکی را از منطقه‌ای از مغز که ورودی‌های حسی و فضایی از دیگر نقاط مغز را پردازش می‌کند، دریافت می‌کند. جایروس دندانه‌ای با ترکیب این اطلاعات حسی و فضایی می‌تواند باعث تشکیل یک خاطره منحصربفرد از یک تجربه شود.
مقاله مرتبط: هیپوکامپ؛ عملکرد این بخش در مغز چیست؟
فعالیت عصبی ضعیف برای عملکرد محاسبه‌ای جایروس دندانه‌ای ضروری است- بهمین ترتیب، جایروس دندانه‌ای باید مدارهای عصبی داشته باشد که از نظر الکتریکی در سطح بسیار پایینی فعالیت می‌کنند. این نیاز توسط مدارهای مهاری قوی و تحریک پذیری اندک نورونهای اصلی جایروس دندانه‌ای، سلولهای گرانولی، برطرف می‌شود.
با این حال، سلولهای گرانولی جدید، تحریک پذیری بالایی از خود نشان می‌دهند که در سلولهای بالغ ناپدید می‌شود. اطلاعات اندکی در مورد مکانیسم‌هایی که باعث تحریک پذیری کمتر در سلولهای بالغ می‌شوند و اینکه چگونه تحریک پذیری سلولهای گرانولی جدید در طول زمان تغییر می‌کند، بدست آمده‌است.
اکنون محققان دانشگاه Alabama در بیرمنگام تحت رهبری دکتر Linda Overstreet-Wadiche و دکتر Jacques Wadiche، دانشیاران دپارتمان نوروبیولوژی UAB، وظایف کلیدی را برای سیگنالینگ با واسطه پروتئین G و بلوغ نهایی یک کانال یونی در طول تمایز سلولهای گرانولی، تعریف کرده‌اند. مطالعه آنها در the Journal of Neuroscience منتشر شده‌است. مولف اول مطالعه، دکتر Jose Carlos Gonzalez، فلوی پسادکترا در آزمایشگاه Overstreet-Wadiche است.
Overstreet-Wadiche گفت:
هدف ما، مشخص کردن ویژگی‌های عملکرد، بلوغ و منابع این مسیر سیگنالینگ بود، که نهایتا در آینده می‌تواند بمنظور اهداف درمانی مورد دستکاری قرار گیرد.
یک پروتئین G، سوئیچ مولکولی در درون سلولها است که به محرک خارج سلولی پاسخ می‌دهد، و پروتئین G به طور گسترده‌ای در مطالعاتی که برنده جایزه نوبل شده‌اند، شرکت داشته‌است. کانالهای یونی در غشای سلولها، دروازه‌هایی هستند که می‌توانند بمنظور جریان یافتن یونها به درون یا خارج از سلول، باز شوند. جریان یونها باعث تولید جریانهای الکتریکی در خلال غشا می‌شود که تحریک پذیری نورونهای منفرد را کنترل می‌کند.
Overstreet-Wadiche و همکارانش دریافتند سیگنالینگ دست نخورده پروتئین G برای تحریک پذیری اندک سلولهای گرانولی مورد نیاز است. آنها همچنین دریافتند یک کانال پتاسیمی به نام GIRK، یا G protein-activated inward rectifying potassium channel، بطور پیوسته در سلولهای گرانولی بالغ واقع در جایروس دندانه‌ای، فعال است و این مورد با کاهش پتانسیل استراحت غشا در کنار دیگر اثرات الکتروفیزیولوژیک، باعث تحریک پذیری کمتر نورونها می‌شود.
محققان UAB همچنان دریافتند سلولهای گرانولی جدید، با سنی در حدود ۱۰ تا ۱۲ روز، کانالهای GIRK عملکردی ندارند. حدودا در هفته سوم، کانالهای GIRK عملکردی شروع به پدیدار شدن می‌کنند و با واسطه یک رسپتور سلولی تحت عنوان رسپتور GABA B، تحت کنترل سیگنالینگ پروتئین G قرار می‌گیرند. GABA یا گاما-آمینوبوتیریک اسید، نوروترنسمیتر مهاری اصلی در پستانداران است. نورونهای مهاری GABA آزاد می‌کنند و GABA بمنظور مهاری مدارهای عصبی به گیرنده‌هایی بر روی نورون هدف متصل می‌شود.
بدین ترتیب بنظر می‌آید GIRK از دو مسیر باعث کاهش تحریک پذیری سلولهای گرانولی بالغ می‌شود. مسیر اول توسط مکانیسم داخلی است که شامل فعالیت پیوسته کانالهای GIRK بمنظور کاهش پتانسیل استراحت غشا و تحریک پذیری داخلی می‌باشد. مسیر دوم، فعال شدن فازیک سیگنالینگ GIRK است- این نوع از مهار توسط نورونهای مهاری که در سیناپسهای سوماتودندریتیک با سلولهای گرانولی، GABA آزاد می‌کنند، صورت می‌گیرد. GABA سیناپس را به سمت سلول گرانولی دندانه‌ای طی کرده و کانالهای GIRK را از طریق سیگنالینگ GABA-B-receptor/G-protein فعال می‌کند.
نورونهای واسطه‌ای مهاری که GABA آزاد می‌کنند، به ۳ گروه تعلق دارند که با بیان پروتئینهای متنوعی شناسایی می‌شوند. Overstreet-Wadiche و همکارانش این پرسش را مطرح ساختند که کدام زیر مجموعه از نورونهای واسطه‌ای بمنظور آغاز مهار GABA B-receptor/GIRK، با سلولهای گرانولی دندانه‌ای سیناپس مهاری تشکیل می‌دهند. آنها دریافتند نورونهای واسطه‌ای که بیان nNOS را برعهده دارند، منبع اصلی مهار با واسطه GABA-B-receptor بودند. نورونهای واسطه‌ای که SST را بیان می‌کنند، اثر کمتری داشته و نورونهای واسطه‌ای بیان کننده PV، هیچ اثر مهاری نداشتند.
Overstreet-Wadiche اذعان داشت:
جایروس دندانه‌ای برای کنترل گردش فعالیت عصبی از طریق هیپوکامپ، حیاتی است؛ و این عملکرد دروازه‌ای، نه تنها برای عملکردهای شناختی طبیعی بلکه برای مهار فعالیت تشنجی مهم است. ما نشان داده‌ایم که چگونه یک مسیر سیگنالینگ معروف، در مهار تحریک پذیری این ناحیه، بصورت قوی دخالت دارد؛ و این مورد به پرسش قدیمی که چگونه این نورونها در مقایسه با دیگر نورونها، از پتانسیل استراخت غشای پایین‌تری برخوردارند، پاسخ داد.
