'Sel pendukung' otak memainkan peran aktif dalam memori dan pembelajaran
Penelitian baru memberikan bukti lebih lanjut bahwa sel glial melakukan lebih dari sekadar mendukung dan memberi makan neuron, yang secara tradisional dikatakan sebagai sel yang bertanggung jawab untuk fungsi otak.
Tampaknya sel glial yang disebut astrosit - disebut demikian karena bentuknya yang mirip dengan bintang - berperan aktif dalam memori dan pembelajaran.
Ini menurut sebuah studi baru dari University of California (UC), Riverside.
Tim menemukan bahwa astrosit - yang jauh melebihi jumlah neuron - dapat mengelola ruang terbatas di hipokampus otak dengan memangkas sinapsis yang tidak diinginkan, atau koneksi antar neuron.
Hipokampus adalah bagian kecil tapi penting dari otak yang penting untuk memori dan pembelajaran.
Dalam makalah yang sekarang diterbitkan di Jurnal Ilmu Saraf, para peneliti menjelaskan bagaimana mereka mengeksplorasi mekanisme yang digunakan astrosit untuk mengatur "pemodelan ulang sirkuit hipokampus selama pembelajaran."
Mereka menemukan bahwa ketika astrosit menghasilkan terlalu banyak protein yang disebut ephrin-B1, hal itu menyebabkan masalah memori pada tikus.
Seperti yang dijelaskan oleh penulis studi senior Iryna M. Ethell, yang merupakan profesor ilmu biomedis di Fakultas Kedokteran UC Riverside, menjelaskan, “Produksi protein [O] dalam astrosit dapat menyebabkan gangguan retensi memori kontekstual dan kemampuan untuk bernavigasi di ruang angkasa . ”
Neuron, sel glial, dan sinapsis
Ada dua jenis sel utama di otak dan sumsum tulang belakang: neuron; dan sel glial yang lebih banyak, yang terdiri dari mikroglias, astrosit, dan oligodendrosit.
Awalnya, neuron dianggap sebagai unit kerja aktif otak, dan peran sel glial adalah untuk mendukung dan memeliharanya secara pasif.
Tetapi semakin banyak penelitian menunjukkan bahwa sel glial jauh dari pasif dan memainkan peran aktif dalam perkembangan otak dan sistem saraf.
Misalnya, kita tahu bahwa astrosit membantu mengatur pembentukan dan fungsi sinapsis, atau ruang antara ujung neuron dan neuron lain yang berkomunikasi dengannya.
Komunikasi adalah melalui pembawa pesan kimiawi, atau neurotransmiter, untuk membawa sinyal melintasi sinapsis.
Para peneliti mencatat bahwa penelitian sebelumnya telah mengaitkan interaksi abnormal antara astrosit dan neuron dengan gangguan perkembangan dan degeneratif otak.
Beberapa dari penelitian ini juga menemukan bahwa interaksi abnormal terkait dengan gangguan pada memori dan pembelajaran. Namun, mereka tidak mengidentifikasi mekanisme yang mendasari.
Mengikuti temuan mereka sendiri, Prof. Ethell mengatakan bahwa dia dan rekan-rekannya percaya bahwa "astrosit yang mengekspresikan terlalu banyak ephrin-B1 dapat menyerang neuron dan menghilangkan sinapsis."
Jenis "kehilangan sinaps" ini telah diamati pada Alzheimer, amyotrophic lateral sclerosis, dan penyakit neurodegeneratif lainnya.
Astrosit menghapus sinapsis
Para peneliti mulai mempelajari interaksi antara sel glial dan neuron dengan memeriksa efek astrosit pada neuron tikus di laboratorium. Mereka menemukan bahwa ketika mereka menambahkan astrosit yang menghasilkan terlalu banyak ephrin-B1 ke neuron, mereka "memakan" sinapsis.
Penghapusan sinapsis di otak mengubah memori dan sirkuit pembelajaran, jadi temuan ini menunjukkan bahwa interaksi antara sel glial dan neuron cenderung memengaruhi memori dan pembelajaran.
Untuk mengeksplorasi ini lebih jauh, para ilmuwan mempelajari efeknya pada tikus hidup. Ketika mereka meningkatkan kadar ephrin-B1 pada hewan, mereka menemukan bahwa hewan tidak dapat mengingat perilaku yang baru saja mereka pelajari.
Bisa jadi "kelebihan produksi ephrin-B1 dapat menjadi mekanisme baru di mana sinapsis yang tidak diinginkan dihilangkan di otak yang sehat," berspekulasi Prof. Ethell.
Ide ini didukung oleh fakta bahwa peningkatan produksi ephrin-B1 oleh astrosit sering diamati pada cedera otak traumatis.
Tapi, “pengangkatan sinapsis yang berlebihan” dapat menyebabkan masalah dan menyebabkan degenerasi saraf, lanjut Prof. Ethell.
Melupakan itu penting untuk belajar
Di hipokampus - bagian otak yang paling berkaitan dengan memori - sinapsis baru terbentuk saat kita mempelajari hal-hal baru.
Dan, kata Prof Ethell, karena terbatasnya jumlah ruang di wilayah kecil ini, perlu untuk membersihkan beberapa koneksi yang tidak diinginkan untuk memberi ruang bagi yang baru saat ingatan baru terbentuk.
Keseimbangan antara membuat sinapsis baru dan membersihkan yang tidak diinginkan dipertahankan oleh peningkatan dan penurunan produksi ephrin-B1 oleh astrosit.
"Untuk belajar," Prof Ethell menegaskan, "pertama-tama kita harus lupa." Dia dan rekan-rekannya melanjutkan penyelidikan sel glial dan ingin mengetahui mengapa hanya beberapa, dan tidak semua, astrosit yang menghilangkan sinapsis.
“Apa yang kami tahu pasti adalah bahwa menargetkan hanya neuron untuk belajar tidak efektif. Itu juga sel glial yang membutuhkan perhatian kita. "
Prof. Iryna M. Ethell
