자동증식

자동증식이란 뉴런에서 그 자체로 화학적 또는 전기적 시냅스를 말한다.^[1][2] 그것은 또한 생체내 또는 체외에서 자신의 덴드라이트에 뉴런의 액손에 의해 형성된 시냅스라고도 설명할 수 있다.

역사

'자발'이라는 용어는 반데르 로스와 글레이저가 1972년 토끼 후두피질의 골기 준비물에서 관찰한 신피질 회로에 대한 정량적 분석을 실시하면서 처음 만들어졌다.^[3] 또한 1970년대에는 개와 쥐의 대뇌피질,^[4][5][6] 원숭이 네오스트리아툼,^[7] 고양이 척수 등에 오토캡스가 설명되어 왔다.^[8]

2000년에 그것들은 재발하는 신경망에서 지속성을 지지하는 것으로 처음 모델링되었다.^[1] 2004년, 그들은 발진적 행동을 보여주는 모델로 모델화되었는데, 이것은 자동증식 없이 같은 모델 뉴런에 존재하지 않았다.^[9] 좀 더 구체적으로 말하면, 뉴런은 높은 발화율과 발화 억제 사이에서 진동했는데, 이는 뇌 신경세포에서 전형적으로 발견되는 급증하는 폭발 행동을 반영한다. 2009년, 오토캡스는 처음으로 지속적인 활성화와 관련이 있었다. 이것은 신경 회로 내의 흥분성 자동 캡슐에 대한 가능한 기능을 제안했다.^[10] 2014년 전기 자동캡스는 신경 모델 네트워크에서 안정된 표적과 나선파를 생성하는 것으로 나타났다.^[11] 이는 이들이 네트워크 내 뉴런의 집단 행동을 자극하고 규제하는 데 큰 역할을 했음을 시사했다. 2016년 공명의 모델이 나왔다.^[12]

오토맵은 N-메틸-D-아스파테이트 수용체(NMDAR) 길항제들이 시냅스 대 시냅스 NMDAR에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 등 연구자들의 정량적 비교를 돕기 위해 "동일한 세포" 조건을 시뮬레이션하는 데 이용되어 왔다.^[13]

포메이션

최근에는 중독이나 방해 이온 채널에 의해 유발되는 축 손상과 같은 신경 신호 전송 차단의 결과로 자동 캡스가 형성될 수 있다는 제안이 제기되었다.^[14] 보조 액손 외에 소마에서 나온 덴드라이트는 뉴런의 신호 전달을 교정하기 위해 자동증식을 형성하도록 발달할 수 있다.

구조 및 기능

오토캡스는 기존의 시냅스처럼 글루탐산 방출(흥분) 또는 GABA 방출(비공개)이 될 수 있다.^[15] 마찬가지로, 자동 캡스는 본질적으로 전기 또는 화학적일 수 있다.^[2]

대체로 말하면, 자동캡스의 부정적인 피드백은 흥분성 뉴런을 억제하는 경향이 있는 반면 긍정적인 피드백은 대기성 뉴런을 자극할 수 있다.^[16]

억제 자동캡스의 자극이 신구체 슬라이스의 5층 내부 동맥류에서 극지방화 억제 사후 시냅스 전위를 유도하지는 않았지만, 그것들은 흥분성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.^[17] 자막을 차단하기 위해 GABA 길항제 사용 시, 첫 번째 탈분극화 단계 이후 즉시 후속 2차 탈분극화 단계가 발생할 가능성이 높아졌다. 이는 자동 캡스가 두 번째 근접하게 타이밍을 맞춘 탈극화 단계 중 두 번째 단계를 억제함으로써 작용한다는 것을 시사하며, 따라서 자동 캡스는 이러한 세포에 피드백 억제를 제공할 수 있다. 이 메커니즘은 또한 잠재적으로 션팅 억제를 설명할 수 있다.

세포 배양에서는 자동 캡스가 B31/B32 뉴런의 장기 활성화에 기여하는 것으로 나타났으며, 이는 압리시아에서 음식 반응 행동에 크게 기여한다.^[10] 이것은 오토캡스가 긍정적인 피드백을 중재하는 역할을 할 수 있음을 시사한다. B31/B32 자행은 뉴런의 탈분극 상태를 지속시키는 데 도움이 되었다고 여겨지지만, 뉴런의 활동을 개시하는 역할을 할 수 없었다는 점에 유의해야 한다. 특히 신경 회로의 다른 구성 요소(즉, B63 뉴런)도 탈극화 전체에 강력한 시냅스 입력을 제공할 수 있기 때문에 자맵이 탈극화를 유지하는 정도는 불분명하다. 또한, 오토캡스는 B31/B32 뉴런들에게 빠르게 재분극화 할 수 있는 능력을 제공한다는 것이 제안되었다. 벡커(2009)는 특히 자동캡스의 기여를 차단한 다음 차단된 자동캡과의 차이점을 평가하는 것이 자동캡스의 기능을 더 잘 조명할 수 있다고 제안했다.^[18]

힌드마르슈-로즈(HR) 모델 뉴런은 자동 캡스가 없는 폭발 발화 패턴의 혼란, 규칙적인 스파이크, 대기 전류, 주기적인 패턴을 보여주었다.^[19] 전기적 자동감발이 도입되면 주기적 상태가 무질서한 상태로 전환되고, 더 큰 자동감응 강도와 시간 지연으로 주파수가 증가하는 교대 동작을 나타낸다. 반면, 흥분성 화학 물질은 전반적인 혼란 상태를 강화했다. 무질서한 상태는 억제 화학적 자침으로 뉴런에서 감소하고 억제되었다. 자동 캡스가 없는 HR 모델 뉴런에서는 DC 전류가 증가함에 따라 발화 패턴이 대기 전류에서 주기적, 그리고 무질서한 상태로 바뀌었다. 일반적으로 자동캡스가 있는 HR모델 뉴런은 사전 발화 패턴에 상관없이 어떤 발화 패턴으로든 바꿀 수 있는 능력을 가지고 있다.

위치

신피질, 실레미아 니그라, 해마와 같은 몇몇 뇌 영역의 뉴런들이 자동 캡슐을 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다.^{[3][20][21][22]}

자침은 가발성 바구니와 고양이 시각피질의 덴드라이트 표적 세포에서 가시가 있는 스텔레이트, 이중 부케, 피라미드형 세포에 비해 상대적으로 풍부한 것으로 관찰되어 뉴런 자기 내경의 정도가 세포에 특화된 것임을 시사하고 있다.^[23] 또한, Dendrite-targeting cell autaps는 basky cell autaps에 비해 평균적으로 soma에서 더 멀리 떨어져 있었다.

쥐 신구균을 개발할 때 층 V 피라미드 뉴런의 80%는 자가연결을 포함했는데, 이는 주성 단검돌기 보다는 기저 단검돌기(basal dendrite)와 아피안 경사 단검돌기(appical endrite)^[24]에 더 많이 위치했다. 동일한 세포 유형의 시냅스 연결부의 덴드리트 위치는 자동 압축과 유사하여, 자동 연결망과 시냅스 네트워크가 공통적인 형성 메커니즘을 공유한다는 것을 시사한다.

질병의 영향

1990년대에, 두피성 탈분극화 시프트형 간질균방출은 주로 미세문화에서 자란 독방 흥분성 해마 쥐 뉴런의 자가방출 활동에 의존하는 것으로 제안되었다.^[25]

좀 더 최근에 난치성 간질 환자의 인간 신구체 조직에서, 빠른 스피킹(FS) 뉴런의 GABAergic 출력 자동캡스는 비감기성 조직과 FS 뉴런과 관련된 다른 유형의 시냅스 모두에 비해 비동기 방출(AR)이 더 강한 것으로 나타났다.^[26] 이 연구는 또한 쥐 모형을 사용하여 비슷한 결과를 발견했다. FS 뉴런의 작용 잠재 진폭 외에 잔류 Ca2+ 농도의 증가는 간질 조직의 AR의 증가를 유발하는 것으로 제안되었다. 방부제는 잠재적으로 FS 뉴런 자동캡스에서 많이 발생하는 것 같은 GABA의 AR을 목표로 할 수 있다.

약의 효과

글리아 조건의 매체를 사용하여 글리아 없는 쥐의 정화된 망막 강낭 미세 배양액을 치료하는 것은 대조군에 비해 뉴런당 자침 수를 크게 증가시키는 것으로 나타났다.^[27] 이는 글리아에서 유래한 수용성 단백질 분해효소 K 민감 인자가 쥐 망막 갱년세포에서 자가증식 형성을 유도한다는 것을 시사한다.

참조