Regulowanie plastyczności synaps
Synapsa jest strukturą występującą w układzie nerwowym, która umożliwia neuronom (komórkom nerwowym) przekazywanie sygnałów do innych komórek. W synapsie błona komórkowa neuronu przekazującego sygnał znajduje się w bardzo niewielkiej odległości od błony komórki docelowej. W synapsie chemicznej aktywność elektryczna neuronu presynaptycznego jest przekazywana w formie uwalnianych neurotransmiterów — substancji chemicznych wiążących receptory w błonie komórki postsynaptycznej. Synapsy chemiczne można podzielić według uwalnianych neurotransmiterów: glutaminergiczne (pobudzające) i GABAergiczne (hamujące). Plastyczność synaps to ich zdolność do nasilania lub osłabiania transmisji w odpowiedzi na zwiększanie lub zmniejszanie aktywności, jednak mechanizmy koordynowania różnych rodzajów plastyczności nie zostały jeszcze dokładnie poznane. Możliwe, że plastyczność synaps glutaminergicznych i GABAergicznych nie jest regulowana osobno, lecz zachodzą jakiegoś rodzaju interakcje w celu utrzymywania odpowiedniej równowagi między pobudzaniem a hamowaniem. Finansowany przez UE projekt "Local interactions between GABAergic and glutamatergic plasticity" (GABASYNAPSES) miał na celu zbadanie oddziaływań pomiędzy synapsami pobudzającymi i hamującymi w komórkach nerwowych. Aby zbadać wpływ aktywności synaps pobudzających na plastyczność synaps hamujących naukowcy badali adaptacje strukturalne aksonów hamujących w hodowlach organotypowych hipokampa. Korzystali z mikroskopii dwufotonowej zmian w czasie, aby śledzić zmiany presynaptyczne wzdłuż oznakowanych GFP rzutów hamujących komórek nerwowych (aksonów) w warunkach bazowych, podczas zwiększonej aktywności i podczas zmniejszonej aktywności. Pozyskane dane wykazały, że synapsy hamujące są bardzo dynamicznymi strukturami, które stale rozłączają się i składają ponownie, prawdopodobnie współzawodnicząc ze sobą wzdłuż aksonów hamujących. Aksony stale pozyskują dane o możliwym położeniu nowych synaps hamujących. Stwierdzono, że aksony zmieniają swoje zachowania związane ze zbieraniem tych danych w odpowiedzi na zmiany w aktywności neuronowej. Te nowe dane na temat dynamiki strukturalnej aksonów hamujących wpisują się w bardzo dynamiczny obraz procesów hamowania i plastyczności synaps hamujących w obrębie sieci neuronowych. W toku równoległych badań stwierdzono, że hamowanie dendrytyczne może być bardzo precyzyjne. Wpływ synapsy hamującej jest w znacznym stopniu uzależniony od odstępu czasowego i przestrzennego między hamowaniem a pobudzeniem. Można więc podejrzewać, że dendrytyczna synapsa hamująca może z dużą wybiórczością przestrzenną i czasową wpływać na lokalne sygnały pobudzające, a być może również plastyczność synaps. Wyniki projektu zaprezentowano podczas międzynarodowych spotkań naukowych i w wielu artykułach w czasopismach naukowych.
