La comunicazione tra astrociti e neuroni nel cervello

astrocitiI dettagli molecolari sul modo con cui gli astrociti e i neuroni interagiscono nel cervello sono ampiamente sconosciuti. Una collaborazione finanziata dall’UE intendeva scoprire gli effetti degli astrociti nel regolare la rete neuronale del cervello.

La funzione cerebrale si basa sull’attività neuronale e i processi di trasduzione del segnale tra neuroni. Si ritiene generalmente che gli astrociti svolgano un ruolo di supporto alla corretta funzione neuronale. Nuove prove hanno stabilito l’esistenza di una comunicazione tra neuroni e astrociti nella preparazione di colture e sezioni (fettine) di tessuto cerebrale. Tuttavia, le proprietà degli astrociti e il loro ruolo in vivo restano ampiamente sconosciuti. Il progetto NEUGLIANET (“Role of astrocytes in neuronal network function in visual cortex”) si prefiggeva principalmente l’obiettivo di chiarire gli effetti degli astrociti sul funzionamento delle reti neurali e l’elaborazione di informazioni sensoriali in vivo.

Durante la fase d’avvio, i ricercatori hanno potuto accedere a tecniche d’avanguardia per la registrazione fisiologica in tempo reale di attività di neuroni e astrociti nelle regioni corticali visive (V1). L’impiego di strumenti optogenetici per manipolare selettivamente l’attività di astrociti ha rivestito un’importanza critica per poterne valutare gli effetti sull’attività delle reti neuronali. Per monitorare l’attività elettrica neuronale in vitro e in vivo, si è fatto uso della microscopia bi-fotonica per l’immaginografia del calcio e di registrazioni elettrofisiologiche. Gli astrociti sono stati bersaglio di un vettore virale adeno-associato con canalrodopsina-2 (ChR2) fotosensibile sotto il controllo di un promotore specifico di astrociti. È stata registrata l’attività neuronale di neuroni dello strato 2/3 della V1. L’analisi dell’attività neuronale ha evidenziato che l’attivazione optogenetica di astrociti induce la trasmissione sinaptica spontanea sia eccitatoria che inibitoria. L’effetto dell’attività degli astrociti è risultata specifica in base al tipo di cellula.

I ricercatori si sono avvalsi anche della microscopia bi-fotonica, questa volta con registrazioni elettrofisiologiche di singoli canali “cell-attached”, in vivo per evidenziare la fotostimolazione selettiva degli astrociti.

Gli astrociti influenzavano le caratteristiche chiave della risposta visuale dei neuroni della corteccia visiva e attenuavano la trasmissione inibitrice nelle reti corticali, attraverso la stimolazione di particolari sottoinsiemi di neuroni inibitori. In conclusione, i risultati del progetto hanno dimostrato che gli astrociti controllano l’equilibrio di eccitazione/inibizione nei circuiti nervosi nella corteccia attraverso il duplice controllo della spinta eccitatoria e inibitoria. Gli esiti del progetto sono stati presentati in varie pubblicazioni ad alto impatto. Nel campo delle neuroscienze, l’astrocita rappresenta attualmente uno degli argomenti più entusiasmanti. Nella prima parte dell’iniziativa, le ricerche NEUGLIANET hanno compiuto notevoli progressi nella caratterizzazione dell’attività di astrociti durante l’elaborazione di informazioni sensoriali nella corteccia visiva.

cordis.europa.eu

La comunicazione tra astrociti e neuroni nel cervello ultima modifica: 2014-08-29T08:34:53+00:00 da Richard
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Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)