Celulele monstruoase din creier care ne-au făcut oameni

În acest post vom face o călătorie prin ciudata lume a neuroştiinţelor, in care vom vedea cum nişte cȃrcotaşi au contestat un laureat Nobel şi creȃnd nişte şobolani cu creier de om au descoperit că noi ne infectăm cu informaţie.

Doctrina neuronului. Felul in care inţelegem noi la ora actuală funcţionarea creierului işi are originea la inceputul secolului XX in cercetările realizate de neuroanatomistul spaniol Santiago Ramon y Cajal – laureat al Premiului Nobel pentru medicină in 1906. El a pus bazele aşa-numitei “Doctrine a neuronului”. Această doctrină afirma că procesarea şi transmiterea informaţiei in sistemul nervos au loc prin intermediul semnalelor electrice care trec prin neuroni intr-o singură direcţie - intrȃnd prin dendrite şi ieşind prin axon. Atȃt dendritele cȃt şi axonii formează unii cu alţii sinapse. Toate activităţile creierului, gȃndurile, emoţiile, totul se interpretează la ora actuală prin această “doctrină a neuronului”.

 

Celule gliale 9 – Neuroni 1. Neuronii nu sunt singurele celule din creier, aşa cum cred mulţi oameni. De fapt nu sunt nici cele mai numeroase. Cele mai numeroase sunt aşa-numitele celule gliale. Ele sunt de 9 ori mai multe decȃt neuronii. Se pare că in raportul ăsta de 9 la 1 işi are originea şi mitul celebru care spune că noi ne folosim doar 10% din capacitatea creierului. Celulele gliale sunt văzute in mod tradiţional ca avȃnd rol de suport pentru neuroni, ajutȃndu-i să funcţioneze şi să se vindece de boli sau traumatisme. Totuşi, in ultimii ani unii cercetători au inceput să se intrebe dacă nu cumva ele participă şi la invăţare sau alte funcţii ale creierului.

 

Celulele care ne fac oameni. Studiile realizate la University of Rochester au observat că celulele gliale umane sunt diferite de ale rozătoarelor, fiind de 20 de ori mai mari, mai variate ca formă şi mult mai numeroase. La fel, cei de la Institutul Cajal din Madrid au descoperit că de-a lungul evoluţiei creierului uman numărul de neuroni a crescut cu 25% faţă de al maimuţelor, in timp ce numărul de celule gliale cu 300%. Ele acoperă un număr mare de neuroni şi sinapse contribuind la integrarea informaţiei in reţelele de neuroni. Şi aici sunt deosebiri importante intre noi şi animale – la şobolani o celulă glială acoperă 100.000 de sinapse iar la noi 2 milioane. La om ele penetrează adȃnc in creier trecȃnd prin mai multe straturi de substanţă cenuşie iar la şobolani nu. Acest gen de penetrare a creierului are loc doar la om şi la maimuţele mari. E interesant că şi Ramon y Cajal văzuse aceste lucruri şi le notase, dar din motive necunoscute aceste detalii au fost uitate, rolul de primadonă revenind neuronilor. Cum funcţionează aceste celule? Ele nu declanşează semnale electrice precum neuronii ci eliberează chimicale, numite neurotransmiţători. Neurotransmiţătorii eliberaţi de o asemenea celulă ajung la membrana alteia şi aici declanşează un val de ioni de calciu care strabate celula. La om, aceste valuri de ioni de calciu au o viteză de 3 ori mai mare decȃt la şobolani.

Mighty Mouse cu creier de om. Cercetătorii de la Brain Research Institute al University of California at Los Angeles şi-au pus intrebarea “Ce ar fi să inlocuim celulele gliale de la şobolani cu unele umane? Şi să vedem dacă supravieţuiesc cu aceste celule străine. Şi dacă da, la ce le foloseşte acest implant gen Frankenstein/Alien.” Şi cum la ei asemenea idei nu rămȃn la nivel de discuţii la o bere au şi făcut-o. Le-au injectat asemenea celule şi au inceput să le observe. Şi le-au tot observat de la 2 săptămȃni pȃnă la 20 de luni. Nu mare le-a fost surpriza să vadă că ele s-au integrat in creierul şobolanilor dar păstrȃndu-şi dimensiunile enorme de la om, penetrȃndu-le substanţa cenuşie aşa cum fac la om şi incepȃnd să comunice intre ele dar şi cu celulele gliale originale ale animalelor. Ei au observat un lucru fantastic, şi anume că aceste celule umane au intărit sinapsele din creierul şobolanilor. În acest creier up-gradat sinapsele aveau nevoie de mai puţină stimulare ca să se activeze iar şobolanii cu creier parţial uman erau mult mai buni la teste de invăţare şi memorie decȃt şobolanii normali.

 

Antivirusul nostru natural. Cei de la University of Rochester au mai găsit ceva interesant şi anume chimicala secretată de celulele gliale răspunzătoare de aceste performanţe. Ea se numeşte tumor necrosis factor alfa (TNF alfa). Supriza constă in faptul că aceasta este o moleculă specializată in activarea sistemului imunitar in caz de inflamaţii, ea stimulȃnd reacţia organismului in faza acută a inflamaţiei. Are rol de asemenea in inhibarea tumorilor şi a inmulţirii viruşilor. Deşi rolul său in sistemul imunitar este bine cunoscut, mai recent au fost identificate tot felul de implicări ale sale in sistemul nervos. Astfel, se ştie că ea creşte pe fond de stres, anxietate, depresie, dar şi in situaţia in care primim de la cineva un feedback negativ.

Trecȃnd dincole de legăturile dintre sistemul imunitar şi activitatea mentală, pe care de altfel le-am mai povestit şi cu alte ocazii, lucrul cel mai fascinant este că organismul gestionează informaţia nouă, care trebuie invăţată, folosind mecanismele cu care gestionează corpii străini care invadează organismul. Adică asimilarea de informaţii noi este similară cu o infecţie, iar informaţia nouă putem spune că “ne virusează”. Dar despre cȃt de departe merge această similitudine o să vorbesc mai multe in postul viitor.