Profil badań

Zdolność uczenia się i zapamiętywania informacji jest niezwykle skomplikowanym procesem. U jego podstaw leży plastyczność synaptyczna, czyli modyfikacja siły i liczby połączeń pomiędzy komórkami nerwowymi, w zależności od bodźców pochodzących z otaczającego świata. Podczas rozwoju mózgu, gdy połączenia synaptyczne ulegają intensywnym przekształceniom, jednym z mechanizmów leżących u podstaw zwiększonego potencjału do zapamiętywania nowych informacji jest proces tworzenia się tzw. cichych (milczących) synaps. Te niedojrzałe połączenia synaptyczne nie uczestniczą w podstawowym przekaźnictwie synaptycznym, jednak mogą być z łatwością wykorzystanie w procesach uczenia się. Ich funkcja wykracza jednak poza etap rozwoju mózgu. Nasze badania nad uzależnieniem od kokainy pokazały, iż ciche synapsy pojawiają się po ekspozycji na narkotyk. Pokazaliśmy, iż te synapsy najprawdopodobniej powstają jako nowe połączenia między neuronami. Podczas odstawienia, synapsy te dojrzewają i stają się odpowiedzialne za pamięć o efektach kokainy. Nasze odkrycia dowodzą, iż mózg posiada zdolność do tworzenia i dojrzewania cichych synaps nie tylko w dzieciństwie, podczas rozwoju mózgu, ale także w dorosłości. Komórkowe mechanizmy leżące u podstaw tych procesów nie są jeszcze poznane. Nasze badania mają na celu pokazanie jaką funkcję pełnią ciche synapsy w różnych formach uczenia się.

Więcej informacji na stronie https://berounlab.nencki.edu.pl/home

Aktualna działalność badawcza

• Plastyczność synaptyczna uczenia apetytywnego 9zapamiętywania pozytywnych zdarzeń) – rola cichych synaps w procesowaniu nagród naturalnych i uzależniających
• Dwufotonowe obrazowanie in vivo populacji komórek ciała migdałowatego, zaangażowanych w proces uczenia apetytywnego

Wybrane publikacje

Salamian A, Legutko D, Nowicka K, Badyra B, Kaźmierska-Grębowska P, Caban B, Kowalczyk T, Kaczmarek L, Beroun A. (2021) Inhibition of Matrix Metalloproteinase 9 Activity Promotes Synaptogenesis in the Hippocampus. Cereb Cortex in press

Beroun A, Nalberczak-Skóra M, Harda Z, Piechota, M Ziółkowska, M Cały, A, Pagano R, Radwanska K. (2018) Generation of silent synapses in dentate gyrus correlates with development of alcohol addiction. Neuropsychopharmacol. 43: 1989-1999.

Shukla A, Beroun A, Panopoulou M, Neumann PA, Grant SG, Olive MF, Dong Y, Schlüter OM. (2017) Calcium-permeable AMPA receptors and silent synapses in cocaine-induced place preference. EMBO J. 36: 458-474.

Stefaniuk M, Beroun A, Lebitko T, Markina O, Leski S, Meyza K, Grzywacz A, Samochowiec J, Samochowiec A, Radwanska K, Kaczmarek L. (2017) Matrix metalloproteinase-9 and synaptic plasticity in the central amygdala in control of alcohol-seeking behavior. Biol. Psychiatry 81: 907-917.

Suska (Beroun) A, Lee BR, Huang YH, Dong Y, Schlüter OM. (2013) Selective presynaptic enhancement of the prefrontal cortex to nucleus accumbens pathway by cocaine. PNAS. 110: 713-718.

Lee BR, Ma YY, Huang YH, Wang X, Otaka M, Ishikawa M, Neumann PA, Graziane NM, Brown TE, Suska (Beroun) A, Guo C, Lobo MK, Sesack SR, Wolf ME, Nestler EJ, Shaham Y, Schlüter OM, Dong Y. (2013) Maturation of silent synapses in amygdala-accumbens projection contributes to incubation of cocaine craving. Nat. Neurosci. 16: 1644-1651.