Wat zijn parallelle vezels?

Parallelle vezels zijn de gemyelineerde axonale projecties die zich uitstrekken van korrelcellen in de hersenschors. De axonen van korrelcellen groeien naar Purkinje-cellen in de moleculaire laag van het cerebellum, waar de dendritische velden van Purkinje-cellen zich vormen. Purkinje-cellen zijn de uitgangscellen van het cerebellum. De duizenden synapsen gevormd tussen parallelle vezels uit korrelcellen en dendritische arborisaties van Purkinje-cellen zijn opwindend, met behulp van glutamaat als neurotransmitter.

Het cerebellum is het gebied van de hersenen dat motorische bewegingen regelt. Hoewel dit gebied een relatief klein deel van het volume van de gehele hersenen uitmaakt, wordt gedacht dat de korrelcellen die in het cerebellum worden gevonden, ongeveer de helft van de cellen in de hersenen omvatten. Deze kleine cellen, met een gemiddelde diameter van ongeveer 10 micron, worden in andere hersengebieden aangetroffen, maar zijn het meest talrijk in het cerebellum. De korrelcellen waaruit parallelle vezels projecteren ontvangen informatie van bemoste vezels, dit zijn projecties van cellen die in de pontine-kernen worden gevonden.

Zoals de naam van deze vezels suggereert, lopen parallelle vezels loodrecht op de lange as van het dendritische veld van een Purkinje-cel en parallel ten opzichte van het oppervlak van de hersenschors. De uitbreiding van projecties van korrelcellen stijgt eerst voordat ze vertakt worden in een parallelle oriëntatie naar de dendritische velden van Purkinje-cellen. Dit is een uniek kenmerk, omdat voor de meeste neuronen in de hersenen de oriëntatie van de hoofdneurietas, met de apicale dendriet en het tegenovergestelde axon, loodrecht staat op het dichtstbijzijnde corticale oppervlak. Omdat er zoveel sulci en kloven op de cortex van de hersenen van zoogdieren zijn, veranderen veel cellen vervolgens van oriëntatie op basis van de corticale vorm die ze het dichtst benaderen. Bijvoorbeeld, aan een zijde van een spleet, zal een laag vier piramidale cel zijwaarts liggen ten opzichte van een piramidale cel aan de bovenkant van een sulcus.

Langdurige depressie treedt op wanneer parallelle vezels herhaaldelijk tegelijkertijd worden geactiveerd, wat een directe invloed heeft op de functie van deze cellen, vooral omdat ze worden geïnnerveerd door remmende cerebellaire Golgi-cellen, die het circuit naar een standaard synchroon vurenpatroon duwen. Het feit dat het mogelijk is om langdurige depressie te induceren, geeft aan dat deze vezels, of de korrelcellen waaruit ze zich uitbreiden, hun schieteigenschappen kunnen wijzigen op basis van eerder ontvangen en verzonden informatie. Met andere woorden, deze cellen kunnen op een minuscuul, autonoom niveau "leren".