Beyindeki Yeni Doğmuş ve Olgun Nöronlar Nasıl Farklılaşıyor?

Hipokampusun dentat girusu,beynin anıların şekillenmesine yardımcı olan bir bölgesidir. Ayrıca yetişkin beyninde yeni nöronların sürekli olarak oluştuğu iki alandan biridir. Dentat girus, beynin diğer alanlarından duyusal ve mekansal girdileri işleyen beyin korteksinin bir bölgesinden elektrik sinyalleri alan bir devrenin parçasıdır. Dentat girus bu duyusal ve mekânsal bilgiyi birleştirerek, bir deneyimin özgün bir belleğini oluşturabilir.

Dentat girusun hesaplama fonksiyonu için gerekli olan aralıklı bir nöral aktivitedir. Yani dentat girusun elektriksel olarak sessiz olan sinir devreleri olması gerekir. Bu, güçlü inhibitör devreler ve dentat girusun ana nöronları olan granül hücrelerinin düşük uyarılabilirliği ile gerçekleştirilir. Bununla birlikte, yeni doğan granül hücreleri yüksek uyarılabilirlik gösterir. Olgun hücrelerde ise bu özellik yok olur. Olgun hücrelerde düşük uyarılabilirlik yaratan mekanizmalar ya da yeni doğan granül hücrelerinin uyarılabilirliğinin zamanla nasıl değiştiği hakkında çok az şey bilinmektedir.

Birmingham Üniversitesi araştırmacıları, G proteininin aracılık ettiği sinyalizasyon ve granül hücrelerin farklılaşması sırasında bir iyon kanalının geç olgunlaşması için kilit rolleri tanımladılar ve bu sinyalizasyon yolağının işlevini, olgunlaşmasını ve kaynaklarını karakterize etmeyi amaçladılar.

GIRK ile Farklılaşma

Araştırmacılar, düşük granül hücre uyarılabilirliği için bozulmamış G protein sinyalizasyonunun gerekli olduğunu buldular. Ayrıca, GIRK adı verilen bir potasyum kanalının, olgun dentat granül hücrelerinde sürekli olarak aktif olduğunu ve nöronların hücrelerin membran dinlenme potansiyelini ve diğer elektrofizyolojik etkilerini azaltarak daha az uyarılabilir hale getirdiğini keşfettiler. Yaklaşık 10 ila 12 günlük yeni doğmuş granül hücrelerinin, fonksiyonel GIRK kanallarına sahip olmadığını da gösterdiler. Yaklaşık üç haftada, fonksiyonel GIRK kanalları görünmeye ve GABA B reseptörü olarak adlandırılan bir hücre reseptörü aracılığıyla G protein sinyali ile kontrol edilmeye başlıyordu.

GIRK, olgun dentat granül hücrelerinin uyarılabilirliğini iki yoldan azaltıyordu. Birincisi, membran dinlenme potansiyellerini ve içsel uyarılabilirliği azaltan sürekli aktif GIRK kanallarının içsel mekanizmasıydı. İkincisi GIRK sinyalizayonunun fazik aktivasyonu ile yapılıyordu.

GABA salgılayan inhibitör interneronların üç gruba ait oldukları bilinmektedir. Araştırmacılar, hangi internöron alt tiplerinin, fazik GABA B-reseptörü / GIRK inhibisyonunu başlatmak için dentat granül hücreleri ile inhibitör sinapslar oluşturduklarını araştırdılar. NNOS eksprese eden internöronların, GABA-B-reseptör aracılı inhibisyonun ana kaynağı olduğunu buldular. SST eksprese eden internöronlar daha küçük bir etkiye sahipti ve PV eksprese eden internöronların inhibitör etkisi yoktu.