Mọi tế bào trong não đều có thể giao tiếp thông qua các khớp thần kinh và những khớp thần kinh thường rất nhỏ này thực sự có tác dụng ghi nhớ rất lớn. Khi các sợi nhánh của tế bào thần kinh phát triển các cấu trúc gọi là “gai đuôi gai”, chúng có thể nhận tín hiệu từ một sợi trục một cách hiệu quả. Những khớp thần kinh nhỏ này không chỉ có chức năng truyền thông tin mà còn là chìa khóa để lưu trữ bộ nhớ.
Các gai đuôi gai không chỉ cung cấp khả năng tiếp xúc giữa các tế bào thần kinh mà còn được coi là cơ sở cấu trúc để lưu trữ trí nhớ.
Các gai đuôi gai thường nhận được đầu vào kích thích từ các sợi trục và có thể tìm thấy tới năm gai đuôi gai trên khoảng mỗi micron của dendrite, cho thấy tầm quan trọng của chúng trong mạng lưới thần kinh. Các hình dạng khác nhau của gai đuôi gai, chẳng hạn như gai mỏng, gai ngắn và gai giống nấm, có nghĩa là chúng có thể liên quan đến sức mạnh và sự trưởng thành của các khớp thần kinh.
Sức mạnh và sự trưởng thành của các khớp thần kinh có liên quan mật thiết đến sự thay đổi về hình dạng và thể tích của các gai đuôi gai.
Hình dạng và thể tích của các gai đuôi gai thay đổi để đáp ứng với hoạt động của tế bào thần kinh và những thay đổi này được cho là nền tảng cho sự hình thành trí nhớ. Ví dụ, khi điện thế dài hạn (LTP) xảy ra, cấu trúc của gai đuôi gai thay đổi, một quá trình quan trọng trong học tập và trí nhớ.
Sự thay đổi cấu trúc của gai đuôi gai bị ảnh hưởng bởi khung tế bào, cơ thể chính được cấu tạo từ các vi sợi (F-actin), cho phép chúng biến dạng linh hoạt. Nghiên cứu cho thấy những vi chất này không chỉ ảnh hưởng đến hình dạng của gai đuôi gai mà còn có thể thay đổi tính chất điện của tế bào thần kinh, ảnh hưởng hơn nữa đến việc truyền thông tin.
Theo nghiên cứu, những thay đổi trong khung tế bào có liên quan chặt chẽ đến độ dẻo của gai đuôi gai, cũng như quá trình học tập và ghi nhớ.
Trong quá trình phát triển của gai đuôi gai, Rho GTPase, đặc biệt là RhoA và Cdc42 tham gia vào việc định hình hình dạng và độ ổn định của gai đuôi gai. Khi canxi đi vào tế bào thần kinh, các protein này được kích hoạt, thúc đẩy quá trình trùng hợp các vi sợi, làm tăng thêm kích thước và độ ổn định của gai đuôi gai.
Những thay đổi về cấu trúc này cho thấy tế bào thần kinh không chỉ là các quá trình tĩnh mà là một hệ thống được điều chỉnh linh hoạt có khả năng thay đổi cấu trúc để đáp ứng với các kích thích bên ngoài nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu trữ và truyền thông tin cổ điển.
Tính dẻo động của gai đuôi gai là nền tảng của khả năng học tập và trí nhớ, những thay đổi của chúng có liên quan chặt chẽ đến hoạt động của tế bào thần kinh.
Sau khi trải qua quá trình học tập, một số lượng lớn gai đuôi gai sẽ sinh sôi nảy nở. Những khớp thần kinh mới được hình thành hoặc mở rộng này sẽ hỗ trợ cho việc củng cố mạng lưới não bộ và lưu trữ trí nhớ. Đồng thời, việc làm giàu môi trường cũng ảnh hưởng đến sự hình thành và duy trì các gai đuôi gai, điều này có ý nghĩa rất lớn đối với khả năng học tập và nhận thức của cá nhân.
Mặc dù sự hiện diện của gai đuôi gai rất quan trọng đối với chức năng thần kinh, nhưng tính biến đổi và tính ổn định của các cấu trúc nhỏ này cũng có thể góp phần gây ra nhiều bệnh thần kinh khác nhau. Trong bệnh Alzheimer và các bệnh liên quan đến tuổi tác khác, sự suy giảm và bất thường của gai đuôi gai từ lâu đã được coi là dấu hiệu của sự suy giảm nhận thức.
Nghiên cứu trong tương lai có thể tiết lộ những cách để giữ cho gai gai khỏe mạnh, từ đó thúc đẩy tính dẻo dai và cải thiện các triệu chứng thần kinh.
Tóm lại, gai đuôi gai đóng vai trò chính trong tính dẻo và xử lý thông tin của tế bào thần kinh, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và duy trì ký ức. Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào để cải thiện sức khỏe não bộ của mình thông qua những thói quen sinh hoạt đơn giản chưa?