زمانیکه متولد می‌شویم، مغز ما انعطاف پذیری بسیار زیادی دارد. این انعطاف پذیری برای رشد و تغییر، به سلولهای نابالغ مغز توانایی تطابق با تجربیات جدید و سازمان دهی ارتباطات شبکه‌ای در مدارهای عصبی را اعطا می‌کند. با افزایش سن ما، این ویژگی تحت عنوان ” پلاستیسیته مغز ” کاهش می‌یابد.
آستروسیتها، سلولهای اصلی در مغز هستند که Chrdl1 تولید می‌کنند. با استفاده از تکنیکی تحت عنوان هیبریداسیون فلورسانس در موقعیت، RNA پروتئینهای مختلف با نشانهای فلورسنت، نشان گذاری می‌شود. در این تصویر که از لایه فوقانی قشر بینایی موش تهیه شده‌است، Chrdl1 به رنگ قرمز، آستروسیتها به رنگ آبی و نورونها به رنگ آبی تیره هستند. سیگنال Chrdl1 برخلاف نورونها، با استروسیتها همپوشانی دارد که نشان دهنده این است که آستروسیتها سلولهای اصلی تولید کننده Chrdl1 هستند.
در مطالعه‌ای که در تاریخ ۱۸ اکتبر ۲۰۱۸ و در نشریه Neuron منتشر شده‌است، تیمی از انستیتو Salk نشان داده‌است آستروسیتها –سلولهایی که مدتها بعنوان سلولهای پشتیبان در مغز شناخته می‌شدند- به پلاستیسیته مغز کمک می‌کنند. این مورد، نقش وظیفه جدید آستروسیتهاست که قبلا شناخته نشده بود. این یافته‌ها می‌توانند مسیر را برای بازیابی ارتباط‌هایی که در اثر افزایش سن یا تروما از بین می‌روند، روشن سازد.
Nicola Allen، استادیار و مولف ارشد این مطالعه می‌گوید: “بر اساس مطالعه قبلی ما، آستروسیتها نقش مهمی در رشد و تکامل مغز ایفا می‌کنند. با این حال، ما در مورد نقش آستروسیتها در مغز افراد بالغ، موارد زیادی نمی‌دانیم. بمنظور جستجوی این نقش، ما از تکنیکهای بسیاری در آزمایشگاه برای شناسایی سیگنالی بسیار مهم از آستروسیتها در بلوغ مغزی استفاده کردیم.”
این سیگنال، پروتئینی تحت عنوان Chrdl1 است که از آستروسیتها ترشح می‌شود. Chrdl1، تعداد و بلوغ ارتباطهای میان سلولهای عصبی را افزایش داده و ثبات ارتباطات عصبی و مدارها را پس از تشکیل آنها، ممکن می‌سازد.
برای فهم بیشتر این نقش Chrdl1، تیم تحقیق مدلهای موشی با جهشهایی که این ژن را غیر فعال می‌کردند، ایجاد کرد. این موشها در مقایسه با موشهای طبیعی، درجه بالاتری از پلاستیسیته در مغز خود داشتند. موشهای بالغ با جهش Chrdl1، پلاستیسیته‌ای مانند پلاستیسیته مغز موشهای جوان که مغز آنها هنوز در مراحل اولیه تکامل بود، داشتند.
مقاله مرتبط: پلاستیسیته مغز: نورون های جدید در مغز بزرگسالان چگونه سازماندهی می‌شوند؟
Elena Blanco-Suarez، دستیار پژوهش در آزمایشگاه Allen اذعان دارد: “مطالعه پلاستیسیته مغز ضروری است، زیرا چگونگی تطابق مغز در پاسخ به تجربیات جدید را به ما نشان می‌دهد. با اینکه پلاستیسیته اندک، مهم است ولی با افزایش سن، کاهش می‌یابد. طبیعت این مدارها را طوری طراحی کرده‌است تا پایدارتر شده و انعطاف پذیری‌شان کمتر شود. در غیر این صورت، مغزهای ما بالغ نمی‌شد و ما کل زندگی خود را مانند یک کودک تجربه می‌کردیم.”
اطلاعات زیادی در مورد نقش Chrdl1 در انسان بدست نیامده است، ولی مطالعه یک خانواده با جهش Chrdl1 نشان داد اعضای این خانواده در تستهای حافظه، بسیار خوب عمل کردند. مطالعات دیگر، درجاتی از تغییر ژن کد کننده Chrdl1 در اسکیزوفرنی و اختلال دو قطبی نشان داده‌اند که بیانگر این است که ممکن است Chrdl1 نقش مهمی هم در سلامت و هم در بیماری داشته باشد.
مطالعات آینده این تیم، نگاه عمیق‌تری به ارتباط آستروسیتها و نورونها داشته و بدنبال راه‌های ممکن برای استفاده از آستروسیتها در درمان خواهد بود.
Allen می‌گوید: “ما به کسب اطلاعات بیشتر در مورد اینکه آستروسیتها چه چیزی به محیط مغز ترشح می‌کنند و این سیگنالها چگونه بر مغز تاثیر دارند، علاقه‌مند هستیم. ما بدنبال بررسی این ارتباط هم در مراحل اولیه تکامل و هم در شرایطی که این ارتباطات ممکن است از بین برود، هستیم. شما ممکن است پس از اینکه فردی دچار سکته مغزی شد، بازسازی (مغز وی را) تحریک کنید.”
