In den letzten zehn Jahren eine wachsende Zahl von experimentellen Daten hat bestätigt, dass neuronale Netze die minimale funktionelle Einheit des Nervensystems. Es ist der neuronale Netze statt einzelner Neuronen (wie bisher gedacht), die sind verantwortlich für die key-Funktionen im Gehirn: Informationsverarbeitung, – Speicherung und-übertragung.
Die neuronalen Netzwerke des Gehirns gebildet werden, in der Phase der intrauterinen Entwicklung und unmittelbar nach der Geburt. Es ist ein komplexer Prozess mit einer Reihe von kritischen Phasen und Unregelmäßigkeiten auf jeder dieser Stufen führen in die Entwicklung von einem funktional mangelhafte Struktur. In einem Erwachsenen Organismus die Neubildung von synaptischen Kontakten zwischen Neuronen, sowie aktiv den Wiederaufbau von neuronalen Netzwerken in Reaktion auf äußere Reize (wie stress), die das ganze Leben anhält. Derzeit einer der führenden trends in der Neurobiologie ist die Suche nach verbindungen, die synthetisiert werden in den menschlichen Körper und sind verantwortlich für die Bildung der korrekten räumlichen und funktionalen Struktur des neuronalen Netzwerks.
Im Rahmen dieser Problematik, Forscher am Institut für Biologie und Biomedizin des Lobachevsky-Universität in Nischni Nowgorod (Russland) studiert haben, die Merkmale der Entwicklung und Funktion von murinen Gehirn neuronale Netzwerke, die unter einer chronischen Aktivierung und blockade in der Zellkultur (in vitro) eines der bedeutendsten Systeme für die Neuronen, nämlich die tropomyosin-related-kinase-B-rezeptor (TrkB-Rezeptoren).
Diese Rezeptoren sind notwendig, um zu erkennen, die Funktionen der endogene Signalmolekül, der brain-derived neurotrophic factor (BDNF). Diese Funktionen sind im Zusammenhang mit der Entwicklung und Anpassung der Gehirnzellen, um den nachteiligen Faktoren und haben einen Effekt auf die neuronale Netzwerk-Architektur und seine funktionalen Umstrukturierung. Laut Professor Maria Vedunova, Direktor des Instituts für Biologie und Biomedizin an der University Lobachevsky, ist es wichtig zu verstehen, die Prinzipien der neuronalen Netzwerke, die Bildung und die adaptiven Fähigkeiten des Nervensystems. Dies wird helfen, zu erstellen Sie in Naher Zukunft eine grundlegende Plattform für die Entwicklung einer effektiven Methode zur Korrektur der verschiedenen Pathologien des zentralen Nervensystems, einschließlich Ischämie und neurodegenerativen Erkrankungen.
Durch das ausführen eines komplexen Funktions-und ultrastrructural Untersuchungen neuronaler Netzwerke im Gehirn-Zellkulturen in vitro und unter Verwendung von mathematischen Methoden für die Analyse Biologischer Daten, die Forscher in der Lage gewesen, um signifikante Veränderungen in der Struktur des neuronalen Netzes, wenn der TrkB-rezeptor-system betroffen war. Sie haben auch vorhergesagt, die Auswirkungen dieser neurotrophin – endogene Dynamik, die auf neuronalen Netzen.
Nischni Nowgorod-Wissenschaftler haben gezeigt, dass die Aktivierung des TrkB-rezeptor-system durch die Zugabe der neurotrophen Faktor BDNF auf eine Zellkultur auf einer täglichen basis führt zu der Bildung von komplexen funktionell aktive neuronale Netze weisen eine hohe transmission Effizienz der Nervenimpulse über das Netzwerk. Forscher vermuten, dass der TrkB-rezeptor-system spielt eine Schlüsselrolle in der Realisierung von höheren Funktionen des Nervensystems, wie lernen und Gedächtnis.
„Wir haben gezeigt, dass der neurotrophe Faktor das Gehirn ist ein Molekül synthetisiert, die durch unsere Körper. Seine Konzentration unterscheidet sich von Individuum zu Individuum, und dieses Molekül ist erforderlich, um neuronale Netze, die Strukturen, die notwendig sind für das Gedächtnis, das Bewusstsein und die höhere Nerventätigkeit“, stellt Maria Vedunova.Die Ergebnisse der Studien wurden veröffentlicht in dem Artikel „die Besonderheiten der neuronalen Netzwerk-Bildung und Ihre Funktionen in primären hippokampalen Kulturen im Zusammenhang mit der chronischen TrkB-rezeptor-system Einfluss“ in der Zeitschrift Frontiers in Physiology.