נוירוביולוגיה

תקציר העבודה
מערכת העצבים המרכזית פועלת באמצעות רשת סבוכה של תקשורת בין-תאית, המבוססת על שיווי משקל בין אותות מעוררים לאותות מעכבים .חומצה גמא-אמינובוטירית היא המוליך העצבי המעכב העיקרי במוח היונקים, ותפקידה קריטי במניעת פעילות יתר עצבית ובייצוב הרשת, אלו מתבצעים באמצעות ויסות מקומי של העברת האותות המעוררים המאפשרת לעיכוב להיות ממוקד, השינויים הללו מאפשרים למעגלים נוירונליים להסתגל לדפוסים משתנים של קלט, והבנתם חיונית להבנת תהליכים כמו התאמת חושית וזיכרון עבודה ,הבנת איזון I\E תעזור לפענח את הכשלים הקוגניטיביים המאפיינים מצבים כמו אוטיזם ואפילפסיה המתנהלים בקורטקס.
במחקר זה נבדקה ההשפעה של אינהיביציה סינפטית בתא הפוסט-סינפטי על ההסתברות ליצירת פוטנציאל פעולה, תוך התמקדות במיקום ובדינמיקה של קולטני הGABA בדנדריט עם הקלטים המעוררים.
בשל הממדים המזעריים של הקוצים הדנדריטיים והמספר הרב של הקלטים ,מידול מתמטי המבוסס על נתונים מורפולוגיים וביופיזיקליים מהווה את הדרך האפקטיבית ביותר לבחינת אלו, ומאפשר לנבא את השפעת האינהיביציה על התגובה הנוירונלית, בדרך שאינה מתאפשרת באמצעים אלקטרופיזיקליים קונבנציונליים, לכן לצורך המחקר נעשה שימוש בשיטה משולבת: מיפוי ביולוגי של תרביות נוירונים מהיפוקמפוס של חולדות באמצעות אימונוהסיטוכימיה ומיקרוסקופיה קונפוקלית, ושילוב הנתונים במודל חישובי שנבנה בפייתון, עקבנו אחרי מיקומי הרצפטורים בדנדריט וזמני קבלת הקלטים במודל באמצעות משוואות מתמטיות מתאימות. נמצא כי למיקום קולטני ה GABA ביחס לסינפסה המעוררת ולסומה ישנה השפעה מכרעת על דעיכת האות העצבי, כאשר הגירוי המעכב התקבל באותו הזמן כמו הגירוי המעורר ,דעיכת הדה-פולריזציה עד לסומה הייתה היעילה ביותר ,בגירוי המתקבל במרווחי זמן גדולים יותר ראינו כי אלו לא הצליחו לדכא את האותות המעוררים אלא להוריד את פוטנציאל הסומה מתחת לפוטנציאל המנוחה לזמן ממושך לאחר הדה-פולריזציה,בנוסף מצאנו כי גירוי מעכב מתגבר ביעילות יותר על גירויים מעוררים שנסכמו היטב בזמן ,מאשר על גירויים מעוררים נפרדים, שם הגירוי המעכב משפיע פחות על מניעת יצירת פוטנציאל הפעולה. מהממצאים ניתן ללמוד כי אינהיביציה מקומית בתזמון ישיר על קלטים מעוררים הסכומים בזמן יעילה יותר בדיכוי יצירת פוטנציאל פעולה בהשוואה לאינהיביציה בתזמון מעוכב בממברנת הדנדריטים. תוצאות אלו תואמות את המטרה המחקרית של הבנת מנגנוני הבקרה הסינפטיים.
רעות לוי | מכון ויצמן למדע
תיכון עירוני ג' ע"ש מוטה גור, מודיעין
ההשפעה של אינהיביציה סינפטית בתא הפוסט סינפטי על
יצירת פונטנציאל פעולה
מנחה אישי: ד"ר אדוארד קורקוטיאן
ראש המעבדה: פרופ' אלעד שניידמן
מורה מלווה: מירב טפיירו

