Spatiotemporal viʻiga o vailaʻau dendritic i le faiʻai ola (2014)

Dendritic spines o so'o se nofoaga postsynaptic o le tele o synapses fa'afiafia i totonu o le fai'ai mammalian, ma e mafai ona avea ma fa'ailoga fa'atulagaina o synapses galue. O galuega talu ai nei ua fautua mai ai e mafai ona feso'ota'i le fa'asologa o mea e manatua ai ma suiga vave i le fa'atupuina ma le fa'ate'aina. O le alualu i luma o tekinolosi ua mafai ai e tagata suʻesuʻe ona suʻesuʻeina le malosi o le tui i vivo i le taimi o le atinaʻe faʻapea foʻi ma lalo o tulaga faʻaletino ma pathological eseese. Matou te talitonu o le malamalama sili atu i le faʻaogaina o le vaʻaia o le vaʻaia o le tui o le a fesoasoani e faʻamalamalamaina mataupu faavae o le faʻaogaina o le matagaluega faʻalagolago ma le faʻaogaina o faʻamatalaga i le faiʻai ola.

FAATOMUAGA

Dendritic spines ua fa'afiafiaina augatupulaga o neuroscientists talu mai le latou fa'amatalaga muamua e Santiago Ramón y Cajal i le silia ma le seneturi talu ai (Ramon ma Cajal, 1888). O nei faʻaʻauʻau maʻaleʻale e afua mai i le 'au o le dendritic ma e pei o "mea matuitui poʻo ni tui pupuu" e pei ona faamatalaina manino e Cajal. O nofoaga ia o le postsynaptic o le toʻatele (> 90%) o synapses glutamatergic excitatory i le faiʻai mammalian, ma o loʻo i ai vaega mole mole taua mo faʻailoga postsynaptic ma palasitika. O le mea lea, o tui ma o latou fausaga faʻavae e mafai ona avea ma faʻailoga mo fesoʻotaʻiga synaptic ma suiga o ia mea (Segal, 2005; Tada ma Sheng, 2006; Harms ma Dunaevsky, 2007).

O le tele o suʻesuʻega muamua i luga o le tuilaʻau dendritic na suʻesuʻeina ai le tino neural ma le malamalama poʻo le electron microscopy (Lund et al., 1977; Woolley et al., 1990; Harris ma Kate, 1994; Hering ma Sheng, 2001; Lippman ma Dunaevsky, 2005). E ui lava na latou tuʻuina atu faʻamatalaga faʻavae e uiga i le faʻaogaina o le tui ma le tufatufaina atu, o nei suʻesuʻega faʻapipiʻi naʻo le puʻeina o "snapshots" o tui. O le fa'aofiina o metotia fa'aigoa fa'amalama ma le tele-photon microscopy na suia ai le fanua. I le 2002, o le galuega paionia mai fale suesue e lua (Grutzendler et al., 2002; Trachtenberg et al., 2002) faʻaalia le avanoa e siaki ai le tui e tasi i le faiʻai ola mo se vaitaimi umi (ie, vaiaso) o le taimi. I le faʻavae, o le faʻaogaina o le tui e fai ma sui o le synaps dynamics. E ui o tui mautu e tele lava e fai ma sui o feso'ota'iga synaptic, ae na'o se vaega itiiti o tui le tumau e fai ma sui o feso'ota'iga synaptic pu'upu'u, ae o isi mea uma e fai ma sui o le synaptogenesis le manuia (Trachtenberg et al., 2002; Knott et al., 2006; Cane et al., 2014). Mai ia su'esu'ega fa'ata'ita'i taimi-lapse ua alia'e mai ai se ata malosi o iviila: fa'atupu, fa'atele, fa'aiti'i'i, ma toe toso i le olaga atoa o le manu. E le gata i lea, o latou morphology ma dynamics eseese i ituaiga neuronal, i luga o laasaga o atinaʻe, ma i le tali atu i aafiaga e pei o le faʻaosofia lagona ma le faʻaleagaina, faʻatamaoaigaina o le siosiomaga, ma faʻataʻitaʻiga eseese o aʻoaʻoga (Holtmaat ma Svoboda, 2009; Fu ma Zuo, 2011).

O lenei iloiloga e taulai atu i taunuuga mai i vivo su'esu'ega ata. I le faʻavasegaina o le malosi o le tui, e masani ona iloiloina e le au suʻesuʻe ni vaega se lua: suiga atoa i le mamafa o le tui, ma le nofoaga patino i luga o le dendrite lea e tupu ai le faʻavaeina ma le faʻaumatia. E ui o le tele o le tui e maua ai se faʻatusatusaga o le aofaʻi o synapses faʻafiafia i luga o le postsynaptic neuron, o le nofoaga o se tui e aʻafia ai le sao o ana eletise eletise ma vailaʻau faʻapipiʻiina i le tali tuʻufaʻatasia i le soma (Nevian et al., 2007; Spruston, 2008). O le malamalama pe faʻafefea ona fesoʻotaʻi le malosi o le tui ma foliga faʻapitoa ma le physiological o le neural circuits i tulaga eseese o amioga e taua tele i le faʻamalamalamaina o le gaosiga o faʻamatalaga ma le teuina o masini i totonu o le faiʻai.

SINI DYNAMICS I LE ATINAE

Ole tele ole va'aiga e matua'i fesuisuia'i ile faitau aofa'i o neu, e foliga mai e atagia mai ai le 'ese'esega o le neuronal morphology ma galuega (Nimchinsky et al., 2002; Ballesteros-Yanez et al., 2006). O le paleni i le va o le faʻavaeina o le tui ma le faʻamutaina e fuafua ai le suiga o le vaʻaia o le iviila: o le faʻasili o le faʻavaeina o le tui i luga o le faʻaumatia i luga o se vaega dendritic e faʻateleina ai le mamafa o le tui, ma le isi itu. I le cerebral cortex, ae o lala dendritic e tele lava ina mautu i le taimi (Trachtenberg et al., 2002; Mizrahi ma Katz, 2003; Chow et al., 2009; Mostany ma Portera-Cailliau, 2011; Schubert et al., 2013), e fa'atupu pea ma fa'ate'aina tui. O fua faatatau o le faʻavaeina o le tui ma le faʻaumatiaina e suia i le taimi, e mafua ai le le monotonic suiga i le mamafa o le tui (ata Figure11). Mo se faʻataʻitaʻiga, o tui i luga o le apical dendrites o le layer 2/3 pyramidal neurons i rodent barrel cortex o loʻo faʻaalia malie le faʻaitiitia o le gaogao (faʻalauteleina ma le faʻapuupuuina o tui) ma le fua o le suiga (faʻamatalaina o le aofaʻi atoa o tupe maua ma gau o tui) i le va o le aso 7 ma le 24 (P7-24; Lendvai et al., 2000; Cruz-Martin et al., 2010). Ae ui i lea, o loʻo faʻaauau pea ona faʻateleina le mamafa o le tui i lenei vaitaimi (Cruz-Martin et al., 2010). A maeʻa lenei vaega muamua o le faʻaogaina o le tui, o le faʻaumatiaina o le tui ua amata ona sili atu i le faʻatulagaina, e oʻo atu ai i le faʻaitiitia atoa o le mamafa o le tui (Holtmaat et al., 2005; Zuo et al., 2005b; Yang et al., 2009). I le va o le P28 ma le P42, o le 17% o tui e faʻaumatia i luga o le apical dendrites o le layer 5 pyramidal neurons i le paʻu o le isumu, ae na o le 5% o tui fou e fausia i le taimi lava e tasi (Zuo et al., 2005a, b). O le mea e sili ona taua, e le o tuilaʻau uma e tutusa lelei ona faʻaumatia: oi latou e tetele ulu e sili atu ona mautu nai lo mea manifinifi. A'o feso'ota'i le tele o le ulu o le tui ma le malosi o le synaptic, o lenei fa'alavelave e ta'u mai ai e sili atu le mautu o synapses malolosi (Holtmaat et al., 2005). E le gata i lea, o tui fou faatoa faia e sili atu ona faʻaumatia nai lo tui tuai (Xu et al., 2009), ma o le tele o tui mautu na faia aʻo leʻi oʻo i le talavou o loʻo faʻapipiʻiina pea i totonu o le neuronal circuit matutua (Zuo et al., 2005a; Yang et al., 2009; Yu et al., 2013). Ma le mea mulimuli, i manu matutua le faʻavaeina ma le faʻaumatiaina e oʻo atu i le paleni; e tumau pea le tele o le ivitū se'ia o'o i le amataga o le matua (Zuo et al., 2005a; Mostany et al., 2013).

 

Faʻaaliga 1

Toe fa'aleleia o le ivi'ila i la'asaga 'ese'ese o le olaga o se manu. Fa'atopetope spinogenesis i le amataga o le postnatal e soso'o ai ma le fa'asolosolo malie o le tipiina o le tuasivi i le talavou. I le matua, o le faʻavaeina ma le faʻaumatiaina o le tui e oʻo atu i le paleni, faʻatasi ai ma se vaega itiiti o tui ...

SPINE DYNAMICS I LE TALI I LE SENSORY EXPERIENCE

O le cerebral cortex o loʻo i ai le tomai ofoofogia e toe faʻatulagaina ai lana taamilosaga e tali atu ai i aafiaga. O le mea lea, pe fa'afefea ona a'afia lagona fa'apitoa (po'o le leai o se mea) i le malosi o le tuasivi e matua fiafia i ai tagata su'esu'e neuroscientists. O togafiti faʻamaʻi ma faʻamaʻi masani ua faʻaalia e matua aʻafia ai le malosi o le tui, ae o le aʻafiaga tonu e faʻalagolago i le faʻataʻitaʻiga ma le umi, faʻapea foʻi ma le atinaʻeina o le manu. I le amataga o le taimi o le fa'atamatama, o mea fa'alagona e fa'atino a'oa'oga i le fa'amautuina ma le matua o tui. I totonu o le kiore, o le faʻaaogaina o mea vaaia mai le fanau mai na taofia ai le faʻaitiitia o le gaogao o le tui ma le matua o le morphology (Majewska ma Sur, 2003; Tropea et al., 2010). O le tapeina o le kenera o le PirB receptor na faʻataʻitaʻiina le aʻafiaga o le faʻaogaina o le monocular i luga o le gaogao tui (Djurisic et al., 2013). I isumu na afaina i le vaʻaia o le vaʻaia muamua, e mafai ona faʻataʻitaʻiina le faʻamaʻiina o le vaʻaia o le malamalama i se vaega e ala i le faʻaogaina o vailaʻau o le GABAergic system, e taʻu mai ai se sao taua o taʻaloga faʻalavelave i le matua o synapses excitatory (Tropea et al., 2010). I se taimi mulimuli ane, o aafiaga fa'alogona e fa'aosoina ai le tipiina o ivi (fa'uiga o le gau o tui). O le tipi fa'atasi o 'ava uma i isumu 1-masina le matua mo le 4 po'o le 14 aso e matua fa'aitiitia ai le fa'amama o le tuasivi i totonu o le pa'u pa'u, ae na tu'u ai le fa'atupuina o le tui e tele lava ina le fa'alavelave (Zuo et al., 2005b; Yu et al., 2013). O poloka fa'afoma'i ole NMDA na fa'ata'ita'iina le a'afiaga o le tipiina o le 'ava, e fa'ailoa mai ai le a'afia o le NMDA ala fa'afeiloa'i i ia gaioiga fa'alagolago i le tui (Zuo et al., 2005b).

A'o le tipiina atoa o le uisi e aveese ai lagona i le lalolagi atoa, o le tipiina o isi ulusi uma (“teti laupapa laupapa”) e ono fa'atuputeleina ai so'o se eseesega i tulaga o gaioiga ma mamanu o paelo tuaoi, ma fa'ailoa mai ai se poto fa'alogona fou. O ia faʻataʻitaʻiga ua faʻaalia e faʻaleleia ai le suiga o le tui ma faʻamautu faʻamaufaʻailoga fou fou i totonu o se vaega laiti o neu cortical (Trachtenberg et al., 2002; Holtmaat et al., 2006). O tui fou e sili ona fa'aopoopoina i luga ole laiga 5 pyramidal neu ma fa'alavelave apical tufts, nai lo i latou e faigofie ona tufts (Holtmaat et al., 2006). I isumu leaga αCaMKII-T286A, ua le mafai ona fa'atupuina le fa'amautu o tui fa'asolosolo fou i le tuaoi i le va o paelo fa'asaoina ma pa'u ua le maua (Wilbrecht et al., 2010). Talu ai nei, o se suʻesuʻega aulelei tuʻufaʻatasia optogenetic stimulation ma i vivo faʻataʻitaʻiga na faʻaalia ai o le mamanu o gaioiga neural, nai lo le tele, e fuafua ai le mautu o tui dendritic (Wyatt et al., 2012).

E tutusa ma le tipiina o laupapa, o le fa'aitiitiga o le monocular puupuu (MD) e fa'ateleina ai le va'aiga i le va o mea fa'aoga mai mata e lua. E tutusa ma le teuteuga o le laupapa, ua maua le MD e faʻateleina le faʻavaeina o le tui i luga o le apical dendritic tufts o le layer 5 pyramidal neurons i le sone binocular o le cortex visual mouse. Ae peitai e lei matauina lenei aafiaga i le vaega 2/3 neurons, po o le sone monocular (Hofer et al., 2009), toe fa'ailoa mai se ituaiga sela fa'apitoa fa'afouga synapse. O le mea e malie ai, o le MD lona lua na le mafai ona faʻalauteleina le faʻaogaina o le tui, ae na faʻateleina le faʻalauteleina o tui na faia i le taimi muamua o le MD, ma fautua mai ai o tui fou na fausia i le taimi muamua o le MD na i ai ni faʻaoga faʻaoga na toe faʻafouina i le MD lona lua (Hofer et al., 2009).

SINE DYNAMICS I LE A'OGA

O le uiga maualuga o le tuila'au dendritic e fa'aalia ai le manatu taatele e mafai ona fa'aogaina tui e fai ma mea fa'avae mo le a'oa'oina ma le manatua. Ua fa'ailoa mai o tui fa'ato'a alia'e (e masani lava e laiti ulu) e fa'avae i le mauaina o manatuaga, a'o tui mautu (e masani lava ma ulu tetele) e fai ma nofoaga e teu ai manatuaga (Bourne ma Harris, 2007). Ioe, i vivo fa'ata'ita'iga su'esu'ega ua fa'aalia ai i totonu o le cerebral cortex, o le fa'aogaina o le ivi e fa'atasi tonu ma le a'oa'oina. I totonu o le afi afi o le isumu, e amata vave lava le faʻavaeina o le tui pe a aʻoaʻoina e le manu se galuega fou. A maeʻa lenei faʻavavevave spinogenesis, toe foʻi atu le mamafa o le tui i le tulaga faʻavae e ala i le faʻaitiitia o le tui (Xu et al., 2009; Yu ma Zuo, 2011). I manu felelei, e maualuga atu le fua faatatau o le liliuina o le tui a'o le'i a'oa'oina pese ua maua e fetaui lelei ma se gafatia sili atu mo pese mulimuli ane (Roberts et al., 2010). I isumu, o le aofaʻi o tui na maua i le taimi muamua o aʻoaʻoga e fesoʻotaʻi vavalalata ma le faʻatinoga o le afi o le mauaina o aʻoaʻoga (Xu et al., 2009); ma le olaola o tui fou e fetaui lelei ma le faatumauina o le tomai tau afi (Yang et al., 2009). E le gata i lea, o tomai eseese tau afi e foliga mai o loʻo faʻapipiʻiina e vaega eseese o synapses i totonu o le afi afi, ona o le aʻoaʻoina o se galuega afi afi i isumu aʻo leʻi aʻoaʻoina o loʻo faʻaauau pea ona faʻaosofia le malosi o le faʻaogaina o le afi afi matua (Xu et al., 2009). Talu ai nei, na maua ai foi o le maualuga o le glucocorticoid e aʻafia ai le aʻoaʻoina o afi-faʻaosoina le malosi ole tui. O le aʻoaʻoina o isumu i luga o le glucocorticoid pito i luga na mafua ai le maualuga o le faʻatulagaina o tui, ae o le glucocorticoid troughs pe a maeʻa aʻoaʻoga na manaʻomia mo le faʻamautuina o tui na faia i le taimi o aʻoaʻoga ma le faʻatumauina o mafaufauga umi (Liston et al., 2013). O mea ua fai ma vaisu, lea ua manatu o se a'oa'oga fa'ama'i (Hyman, 2005), e fa'aalia ai suiga fa'aletino tutusa i le malosi o le tui e pei ona faia e a'oa'oga afi. I le faʻaaogaina o se faʻataʻitaʻiga o mea e fiafia i ai cocaine, o se suʻesuʻega faʻataʻitaʻiga lata mai na faʻaalia ai o le faʻaalia muamua o le cocaine na faʻalauteleina ai le faʻavaeina o le tui i luma o le pito i luma, ma o le aofaʻi o tui fou faifai pea e fesoʻotaʻi ma le manaʻoga mo le faʻaogaina o le cocaine (Munoz-Cuevas et al., 2013). O le mea e sili ona manaia, o le malosi o le tui i vaega eseese o le cortical e mafai ona eseese i le taimi e tasi. Mo se faʻataʻitaʻiga, o se faʻataʻitaʻiga faʻafefe faʻafefe e faʻapipiʻi faʻailoga suʻega ma faʻateʻia vae ua faʻaalia ai le faʻafeagai o aʻafiaga i le suʻega suʻega ma le pito i luma. I totonu o le suʻega suʻega, na maua ai o le faʻateleina o le faʻavaeina o le tui na fesoʻotaʻi ma le faʻapipiʻiina o le fefe, aʻo le faʻaogaina o le faʻamaʻi e fesoʻotaʻi ma le faʻateleina o le faʻaumatiaina o tui (Moczulska et al., 2013). I le pito i luma o fesoʻotaʻiga cortex, o le faʻateleina o le faʻaumatiaina o le tui na maua e fesoʻotaʻi ma le aʻoaʻoina, ae o le faʻavaeina o le tui e fesoʻotaʻi ma le faʻaumatia o le fefe, ma le toe faʻaleleia o tui na faia i le taimi o le faʻaumatia (Lai et al., 2012). Fa'atasia, o nei su'esu'ega e fa'aalia ai le 'ese'ese o tulafono fa'aletino o lo'o fa'avaeina ai le fa'aa'oa'oina-fa'aoso fa'atupu fa'atupu fa'ama'i. Pe fa'atupu pe aveese tui i le taimi o a'oa'oga e fa'alagolago i le fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga fa'apea fo'i ma le fa'asologa o le neuronal ma ituaiga sela o lo'o auai i le a'oa'oga.

E taua le maitauina o faʻataʻitaʻiga uma o loʻo talanoaina i luga e faʻatatau i manatuaga e le faʻaalia, lea e le aofia ai le manatuaina o le taimi patino, nofoaga, ma le episodic experience (ie, faʻamatalaga faʻamatalaga). Su'esu'ega o i vivo fa'amalosi tino e feso'ota'i ma manatuaga fa'ailoa e fa'amaonia e sili atu ona lu'itau. I le tasi itu, o le hippocampus, o le fausaga e taua tele mo le faʻatulagaina o manatuaga faʻamatalaga, o loʻo tanumia i lalo o le cortex ma e le mafai ona oʻo atu i le microscopy lua-photon. I le isi itu, o le fa'amanatuga fa'aaliga e talitonuina e fa'asalaina i totonu o feso'ota'iga tele neocortical, e fa'afaigata ai mo ata fa'atatau. O le mea lea, o le alualu i luma o faiga faʻataʻitaʻiga loloto o faiʻai (faʻataʻitaʻiga, microendoscopy, adaptive optics) faʻatasi ai ma se malamalama sili atu i le faʻasoaina o manatuaga i totonu o le cortex o loʻo i ai le ki i le lumanaʻi suʻesuʻega o le malosi o le ivitū o loʻo faʻavaeina le manatuaga faʻamatalaga.

SINI DINAMIS I MA'I

Suiga i le dendritic spine densities ua matauina i ma'i eseese neurological ma neuropsychiatric. O fa'ama'i ta'itasi e iai ona lava fa'alavelave fa'apitoa i le malosi o le ivitū, lea e fa'amaonia atili ai le manatu e fa'apea o tui o ni fa'avae fa'avae mo le fa'atinoina lelei o le mafaufau. O loʻo faʻatupulaʻia le maliliega e faʻapea o le faaletonu o le tui e fesoʻotaʻi ma le le atoatoa o le amio ma le faʻaitiitia o galuega faʻapitoa (mo auiliiliga vaʻai Fiala et al., 2002; Penzes et al., 2011).

I faʻataʻitaʻiga o le taʻavale, o loʻo faʻaalia ai o le ischemia ogaoga e oʻo atu ai i le gau vave o le tui, lea e mafai ona toe faʻafoʻi pe a maeʻa le toe faʻafoʻiina pe a fai o le laveaʻi e faia i totonu o se taimi puupuu (20-60 min; Zhang et al., 2005). A maeʻa le taʻavale, o le faʻavaeina o le tui ma le faʻamutaina mulimuli ane e faʻateleina i le peri-infarct region, ae le o totonu o teritori cortical mamao mai le infarct poʻo totonu o le faʻafeagai o le itulagi (Brown et al., 2009; Johnston et al., 2013). O lenei palasitika faʻaleagaina e oʻo atu i lona pito i luga ile 1 vaiaso pe a maeʻa le taʻavale; mai lena taimi i luga o le fua o le faʻavaeina ma le faʻaumatiaina o loʻo faʻaitiitia malie. O lenei fa'alavelave e ta'u mai ai le i ai o se vaitaimi faigata lea o lo'o ola ai peri-infarct cortical tissues e sili atu ona fa'amalieina i togafitiga fa'apitoa (Brown et al., 2007, 2009). I se faʻataʻitaʻiga o le isumu mo le tiga tumau, o le vaega o le nerve ligation sciatic e faʻateleina ai le faʻavaeina ma le faʻaumatia. E tutusa ma le faʻataʻitaʻiga o le taʻavale, o le maualuga o le faʻavaeina o le tui e muamua atu i le faʻaumatia, e oʻo atu ai i le faʻateleina muamua o le mamafa o le tui ma sosoo ai ma lona faʻaititia. O ia aʻafiaga e mafai ona faʻaumatia e le tetrodotoxin poloka, e faʻaalia ai o le toe faʻaleleia o le tui i tua o le faʻamaʻi e faʻalagolago i le gaioiga (Kim ma Nabekura, 2011).

Ua lipotia mai foi le suiga o le malosi o le tui i totonu o manu faʻataʻitaʻiga o faʻamaʻi degenerative. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le gau o le tui ua faʻavavevaveina i tafatafa o le β-amyloid plaques i le cerebral cortex (Tsai et al., 2004; Spiers et al., 2005). I se fa'ata'ita'iga manu o fa'ama'i a Huntington e fa'atupula'ia le fua fa'atatau o le tu'ulafoa'i, peita'i e le'o fa'aauau pea ona tu'u tu'ufa'atasi i totonu o le ta'amilosaga fa'apitonu'u, lea e i'u ai i le fa'aitiitia o le mamafa o le tui (Murmu et al., 2013). E ui o fa'ama'i neurodegenerative e masani ona feso'ota'i ma le gau o le tui, o fa'afitauli o le neurodevelopmental e fa'aalia ai le tele o fa'ailoga o le tui. I se fa'ata'ita'iga o le isumu o le ma'i Fragile X, e sili atu le tele o tui, ma o le pasene maualuga atu o latou e foliga mai e le o matua pe a su'esu'eina le tino matua (Comery et al., 1997; Irwin et al., 2000). I vivo o suʻesuʻega na faʻaalia atili ai o ia manu na faʻateleina le suiga o le tui i vaega eseese o cortical (Cruz-Martin et al., 2010; Pan et al., 2010; Padmashri et al., 2013), ma e le mafai foi e le tipiina o le uisu po o le a'oa'oina o afi ona toe suia ai le malosi o le tui (Pan et al., 2010; Padmashri et al., 2013). I isumu o lo'o fa'aalia le MECP2, o le Rett Syndrome e feso'otai i le kenera, ua maua ai ua si'itia uma tupe maua ma gau. Ae ui i lea, o tui fou e sili atu ona faigofie ona faʻaumatia nai lo isumu vao, e mafua ai le leiloa o tui (Jiang et al., 2013).

GLIAL SAOGA I SPINE DYNAMICS

O le neura e aofia ai vasega e lua o sela: neu ma glia. O le pito sili ona mata'ina o le glial cell o lo latou auai i le synaptic functioning ma dynamics. Talu ai nei, o nai suʻesuʻega faʻafiafia na suʻesuʻeina le matafaioi o le faʻailoga glial i le matua ma le palasitika. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le poloka o le astrocytic glutamate uptake ua faʻaalia e faʻavavevave ai le faʻaogaina o le tui faʻalagolago i le poto masani i le taimi o le atinaʻeina o talavou (Yu et al., 2013). O le isi ituaiga o sela glial, microglia, ua maua foi e vavalalata vavalalata ma dendritic spines. Ole gaogao ole faiga ole microglial ma le fa'afeso'ota'i o le tui e fa'atonutonu malosi e le poto fa'apitoa ma e a'afia i le fa'aumatiaina o le tui (Tremblay et al., 2010). E le gata i lea, o le faʻaitiitia o le microglia na mafua ai le faʻaititia tele o le aʻoaʻoina o afi faʻaosoina le faʻavaeina o le tui, ma le filifilia o le mea e maua mai ai le neurotrophic factor (BDNF) i le faiʻai i le microglia na toe faʻaleleia ai aʻafiaga o le microglial depletion (Parkhurst et al., 2013).

FA'AALIGA FAAVAE O LE SPINE DYNAMICS

O ata faʻatulagaina o tui ua fautua mai ai o le tulaʻi mai ma le mou atu o tui e le tutusa pe faʻafuaseʻi i le dendrites, ae e tupu i "vevela" filifilia avanoa. I totonu o le afi afi, o tui fou e fausia i le taimi o toleniga faifaipea ma le galuega afi e tasi e masani ona fuifui. E le gata i lea, o le faʻaopoopoina o le tui fou lona lua i le fuifui e masani ona fesoʻotaʻi ma le faʻalauteleina o le tui fou muamua. I le faʻatusatusaga, o tui na faia i le taimi o le faʻatinoina o galuega eseese afi poʻo le taimi o le faʻatamaoaigaina o afi e le faʻapipiʻi (Fu et al., 2012). Faʻatasi, o nei faʻamatalaga o loʻo fautua mai ai o le toe faʻafouina o le tui fou muamua e manaʻomia mo le faʻapipiʻiina o le faʻatupuina o le tui fou lona lua. Fa'apena fo'i le fa'avasegaina o le va'aiga o le tui ua matauina i le fa'ata'ita'iga o le fefe: o se tui fa'ate'aina i le taimi o le fefe e masani lava ona suia e se tui i lona va'aiga (i totonu o le 2 μm) i le taimi o le fa'aumatia o le fefe (Lai et al., 2012). O le mea e malie ai, o le malosi o le tui e a'afia foi i le malosi o synapses inhibitory. O le fa'aleagaina o le monocular e matua'i fa'apupulaina ai le fa'amaopoopoina dynamics o tui ma fa'alavelave fa'alavelave lata ane i le layer 2/3 pyramidal neurons (Chen et al., 2012). O nei suʻesuʻega e lagolagoina le faʻataʻitaʻiga faʻapipiʻi palasitika, lea e faʻaalia ai o synapses faʻapipiʻi e sili atu ona auai i le faʻaogaina o faʻamatalaga tutusa nai lo synapses faʻasalalau i totonu o le dendritic arbor (Govindarajan et al., 2006).

Faʻatasia i vivo pu'eina atoa-cell patch recording ma le tasi iviila calcium imaging, o se galuega talu ai nei ua fa'aalia ai o tui ua fa'alogoina mo laina maualuga eseese o lo'o fefiloi i luga o dendrites o pyramidal neurons i le cortex auditory cortex (Chen et al., 2011). O lenei su'esu'ega ua tula'i mai ai se fesili mata'ina: e fetaui ea tuila'au fou fa'apipi'i ma mea fa'aoga e tutusa pe 'ese'ese uiga (fa'ata'ita'iga, fa'asologa o gaioiga, mea fa'alogo)? Ina ia taliina lenei fesili, o le a manaʻomia le faʻataʻitaʻiina o tui i luga o se vaega lautele o le dendritic arbor, faʻailoa "hotspots" o le toe faʻaleleia o le tui, ma tuʻufaʻatasia le faʻataʻitaʻiga o faʻataʻitaʻiga ma ata faʻatino taimi moni. O ia suʻesuʻega e le gata o le a fesoasoani e faʻamalamalamaina le masini feaveaʻi o le toe faʻaleleia o le tui, ae e tuʻuina atu ai faʻamatalaga i faʻamatalaga faʻamatalaga ma teuina i neu.

FESOASOANI LONA LUMA

I totonu o lenei tusiga, ua matou iloiloina suʻesuʻega talu ai nei i luga o le malosi o tui o le dendritic i le faiʻai ola. E ui lava o nei suʻesuʻega ua matua faʻalauteleina ai lo tatou malamalama i le faʻafefea ona suia le malosi o le tui i le tino ma le vateatea, e tele fesili o loʻo tumau pea i luma eseese. Mo se faʻataʻitaʻiga, pe o iai ni faʻailoga mole e iloa ai le eseesega o tui mautu mai ivi fou faatoa fausia ma tui e aveese? O fa'atumauina ea le aofa'i o tui e ala i se masini fa'a-homeostatic, ina ia mafai e le dendrite ona fa'atumauina le mana'oga fa'atosina o le fa'asalalauina o le synaptic? O fa'aputuina o tui fou e atagia mai ai suiga i le malosi o feso'ota'iga o lo'o i ai ma le axon tutusa (a'o fa'atumauina le topology feso'ota'iga tutusa), pe fa'aalia ai le fa'atuina o feso'ota'iga fa'aopoopo ma axons e le'i feso'ota'i lata ane? E taua le matauina o galuega uma o loʻo talanoaina i luga ua taulaʻi i le itu postsynaptic, lea e naʻo le afa o le tala. O le isi mea taua tele o le tufatufaina atu o le tui ma le malosi o loʻo taoto i le itu presynaptic: o le faʻasinomaga ma le geometry o axons presynaptic ma le maua o axonal boutons. O le iloaina o ia faʻamatalaga presynaptic e taua tele i le foia o le tele o fesili e tulaʻi mai i le matauina o le malosi o le tui. Ae ui i lea, o le faailoaina o le paaga presynaptic o se ata o le dendritic spine e tumau pea o se luitau faʻapitoa, ona o le presynaptic axon atonu e afua mai i le tele o punaoa, ma e masani ona fefiloi ma le tele o isi gaioiga axonal. E le gata i lea, e tele mea e tatau ona aʻoaʻoina e uiga i le faʻasologa o le toe faʻaleleia o le fausaga e tupu i le nofoaga faʻafesoʻotaʻi i le va o le axonal bouton ma le tui, ma pe faʻafefea ona fesoʻotaʻi lea faʻasologa ma le faʻavaeina ma le faʻaumatiaina o synapses. Fa'ata'ita'iga fa'atasi o axonal boutons ma a latou va'aiga faipa'aga i le tulaga o le fa'aogaina o amioga o le a maua ai le tele o fa'amatalaga e tali ai lenei fesili. Su'esu'ega fa'asolosolo fa'asolosolo e pei ole microscopy electron (Knott et al., 2009) ma Array Tomography (Micheva ma Smith, 2007; Micheva et al., 2010) e mafai foi ona fesoasoani i vivo ata e faʻamaonia ai le i ai o synapses, ma faʻaalia ai tamatamai lima mole o fausaga ata.

O le fa'asologa fa'aletino ma le fa'avasegaina o le va'aiga o feso'ota'iga neuronal, ma pe fa'afefea ona saofagā fa'atasi nei suiga i suiga o amioga ona o mea na tutupu, o se tasi lea o fesili taua ile neuroscience. O le alualu i luma i faiga faʻataʻitaʻiga, faʻatasi ai ma le atinaʻeina i le electrophysiology, molecular genetics ma optogenetics, o le a fesoasoani e faʻaalia le mamanu o le neuronal circuitry i le microscopic level, faʻapea foʻi ma le faʻaogaina o faʻamatalaga faʻamatalaga, tuʻufaʻatasia ma le teuina i totonu o le faiʻai.

PULEGA AUTU

Na faia e Chia-Chien Chen le ata. Na tusia e Chia-Chien Chen, Ju Lu, ma Yi Zuo ia tusitusiga.

Feteʻenaʻiga o Tupulaga e Tetee ai

Fai mai tusitala o le suʻesuʻega sa faia i le leai o soʻo se fefaʻatauaʻiga faʻapisinisi pe tau tupe e mafai ona avea o se feteenaʻiga e ono aʻafia ai.

tautinoga

FUAFUAGA