Nghiên cứu đột phá mới về chức năng của tế bào hình sao có thể mở đường mới cho các nghiên cứu khoa học thần kinh
Các tế bào thần kinh được biết là có khả năng giao tiếp và tích hợp thông tin mà chúng nhận được từ các sợi nhánh. Nhưng phần lớn các nghiên cứu cho rằng hoạt động của tế bào hình sao trong hệ thần kinh trung ương (CNS) không có sự phối hợp này do đó không có sự tích hợp thông tin trung tâm.
Mới đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Zurich và ETH Zurich đã thu thập được bằng chứng chứng minh các kết quả nghiên cứu trước đó về tế bào hình sao có thể bị sai hoặc không được mô tả đầy đủ bởi vì trên thực tế chúng có tích hợp thông tin những sự kiện xảy trong quá khứ. Những phát hiện này của họ đã được công bố trên tạp chí Nature Neuroscience.
Trao đổi với Medical Xpress, Fritjof Helmchen, đồng tác giả của bài báo, cho biết: “Ban đầu, nghiên cứu của chúng tôi nhằm mục đích kiểm tra lại một giả thuyết về chức năng của tế bào hình sao. Tuy nhiên, trong quá trình phân tích dữ liệu hình ảnh canxi chuyên sâu, chúng tôi đã quan sát thấy được tín hiệu canxi lan truyền trong tế bào hình sao trong khoảng thời gian chỉ tính bằng giây.
Mặc dù các kết quả mà Helmchen và các đồng nghiệp của ông thu thập được trong các thí nghiệm của họ không trả lời cho các mục tiêu nghiên cứu chính ban đầu nhưng nó có thể mở ra một con đường mới cho nghiên cứu khoa học thần kinh.
Trái ngược với tế bào thần kinh, tế bào hình sao không bị kích thích điện, có nghĩa là chúng không tạo ra và truyền tín hiệu điện. Cách duy nhất có thể giúp các nhà nghiên cứu quan sát được hoạt động của tế bào hình sao là dùng các kỹ thuật chụp ảnh các phân tử truyền tín hiệu, chẳng hạn như canxi, bên trong chúng.
Peter Rupprecht, đồng tác giả của bài báo, cho biết: “Chúng tôi tập trung vào quan sát thuần túy và phân tích chuyên sâu tế bào hình sao bằng cách chụp hình ảnh hai photon tín hiệu canxi ở vùng hải mã của những con chuột đang chạy trên máy chạy bộ và phân tích cẩn thận các bản ghi âm đó”.
Bằng các phương pháp phân tích nâng cao dựa trên hàm tương quan, Helmchen, Rupprecht và các đồng nghiệp của họ đã thu thập được bằng chứng về sự tích hợp thông tin quá khứ ở bên trong tế bào hình sao. Trong các thí nghiệm khác, họ cũng sử dụng kỹ thuật quang di truyền để kích hoạt locus coeruleus, một hạt nhân nhỏ nằm bên trong thân não, đảm nhiệm chức năng điều chỉnh quá trình kích thích và sự chú ý.
Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu chỉ ra được cách các tế bào hình sao tích hợp thông tin từ từ vào cơ thể của chúng một cách hệ thống. Điều thú vị là quá trình tích hợp thông tin mà họ quan sát được ở tế bào này giống với quá trình tích hợp soma đã được ghi nhận rộng rãi ở tế bào thần kinh.
Những phát hiện do Helmchen, Rupprecht và cộng tác viên của họ có được có thể có ý nghĩa nghiên cứu sâu sắc vì chúng cho thấy tế bào hình sao đóng vai trò lớn hơn mong đợi trong việc xử lý và tích hợp các tín hiệu đến. Trong tương lai, nghiên cứu sẽ là tiền đề mở đường cho những khám phá mang tính đột phá hơn về chức năng của tế bào hình sao đối với sức khỏe và bệnh tật.
