Ludzkie mózgi są chyba najbardziej skomplikowanymi znanymi strukturami (znanymi nam) we wszechświecie i choć odkryliśmy olbrzymią ilość informacji o nich, nadal pozostaje wiele do odkrycia. Ostatnio neuronaukowcy odkryli nowy rodzaj neuronu (komórki mózgowej), jak dotąd widziany tylko u ludzi -
neuron różany.
Neurony są wysoko wyspecjalizowanymi komórkami w mózgu i w innych częściach układu nerwowego. Zbudowane są z ciała komórki i wypustek nazywanych dendrytami i aksonami. Dendryty są na ogół krótkie i liczne, i otrzymują sygnały elektrochemiczne od innych neuronów. Aksony są zazwyczaj długie i nieliczne (często jest tylko jeden) i przenoszą sygnały z ciała komórki do innych komórek. Neurony są więc głównym składnikiem obwodu układu nerwowego.
Neurony są także albo pobudzające (zwiększając tempo odpalania neuronu) lub hamujące (obniżając tempo odpalania neuronu). Różne rodzaje neuronów identyfikuje się po ich ogólnym kształcie i typie neurochemicznym – czy są pobudzające, czy hamujące i jakich używają neuroprzekaźników. Najpowszechniejszym rodzajem neuronu w korze jest komórka piramidowa, której ciało komórkowe ma kształt piramidy, ma gęsty krzak dendrytów i jeden długi akson. Komórki piramidowe są pobudzające i zazwyczaj używają glutaminianu jako neuroprzekaźnika.
Nowo odkryty neuron różany ma dendrytyczne drzewo i ciało komórki, które przypomina różę bez płatków – stąd ich nazwa. Ma bardzo krótkie powiązania i jest hamujący, używając GABA (głównego hamującego neuroprzekaźnika). Tak więc neurony różane wydają się działać jako ważny lokalny hamulec na odpalanie komórek piramidowych. To jest ważny, nowy kawałek układanki, które pomoże neuronaukowcom dokładniej modelować funkcje mózgu.
Warto również zauważyć, że nigdy nie znaleziono tych komórek u gryzoni. Wydają się także aktywować geny, które znaleziono tylko u ludzi. Oczywiście, trudno jest zademonstrować brak, ale fakt, że nasze modele mózgu gryzoni, które były obszernie badane, nigdy nie ujawniły tego rodzaju neuronów, jest dość przekonujący. Niemniej obecnie, kiedy naukowcy zidentyfikowali neuron różany, mogą specjalnie szukać go u gryzoni.
Badanie nie ustala, czy można znaleźć neurony różane u innych naczelnych, co nie byłoby zaskakujące. Obecnie nie wiemy więc, czy ten rodzaj neuronów jest unikatowy dla ludzi (lub może hominidów) ani jak powszechnie można go znaleźć w kladzie naczelnych, ale prawdopodobnie jest ograniczony do kladu naczelnych. Zobaczymy.
To naświetla ograniczenia w używaniu zwierzęcych modeli do badania funkcji mózgu, by móc wnioskować na ich podstawie o funkcjach mózgu człowieka. Gryzonie po prostu nie są dobrym modelem zwierzęcym dla ludzkiego mózgu. Dlatego też neuronaukowcy, którym potrzebne są badania na zwierzętach, używają naczelnych, jeśli to jest możliwe. To nowe badanie opiera się na sekcji zwłok ludzkich, by badać rzeczywiste ludzkie mózgi, co jest idealne, ale zazwyczaj może być robione dopiero post-mortem. Potrafimy obrazować żywe mózgi i ta technologia nieustannie rozwija się, ale nie możemy kroić ich na płatki. Wyjątkiem są wycinki pobrane podczas operacji chirurgicznych, ale są to okazy patologiczne. Przy pomocy wszystkich tych technik razem możemy jednak stworzyć szczegółowy obraz ludzkiego mózgu.
Chciałbym także podkreślić krytyczną rolę hamowania w funkcjonowaniu mózgu. Ludzie często myślą o obwodach jako głównie wysyłających sygnały, ale w żywych układach krytyczne jest także hamowanie sygnałów. Inaczej mózg byłby tylko masą szumu sygnałowego. W rzeczywistości istnieje bazowy poziom hamowania w obwodach w mózgu, co utrzymuje sytuację pod kontrolą.
W mózgu istnieją całe obszary i obwody, które mają głównie rolę hamującą, takie jak części płatów czołowych. Te obwody dosłownie hamują zachowanie i uczucia, i jeśli są uszkodzone, pohamowane (np. przez alkohol) lub źle funkcjonujące, wynikiem może być niezahamowane (niekontrolowane) zachowanie.
Ważne jest także to, że obwody mózgowe mają zdolności obliczeniowe – są żywymi komputerami. Kontrola hamująca, taka jak neuronów różanych, odgrywa więc decydującą rolę w tej funkcji obliczeniowej i to właśnie odkryli badacze.
Na koniec, za każdym razem, kiedy odkrywamy coś nowego o tym, jak działa organizm, tworzy to potencjał do odkrycia kolejnych mechanizmów chorób i zaburzeń. Być może dysfunkcjonalność lub ułomność neuronów różanych może być mechanizmem leżącym u podstaw pewnych zaburzeń psychicznych. To musi dopiero zostać zbadane. To zaś, z kolei, może prowadzić do nowych interwencji terapeutycznych. Może być wiele kroków między tymi badaniami podstawowymi a przełożeniem tego na cokolwiek praktycznego, ale nigdy nie wiadomo, dokąd może zaprowadzić nowe, podstawowe odkrycie.
New Neuron Type Discovered in Humans
28 sierpnia 2018
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
