Prelomový objav: Vedci odhalili v ľudskom mozgu prvý signál svojho druhu

Vedcom sa podaril výnimočný objav. Ako informuje portál Science Alert, podarilo sa im identifikovať jedinečnú formu prenosu bunkových správ vyskytujúcich sa v ľudskom mozgu, ktorá doteraz nebola identifikovaná. 

Nový objav, ktorý bol publikovaný v Science, vzrušujúco naznačuje, že náš mozog môže byť oveľa výkonnejším, než sme si uvedomovali. 

Nové vlny napätia

V roku 2020 výskumníci z Nemecka a Grécka objavili mechanizmus v mozgových bunkách, ktorý dokáže vytvárať nové signály. Tieto signály by mohli pomôcť neurónom vykonávať svoje funkcie lepšie

U epileptických pacientov zistili vedci počas chirurgického zákroku, že jednotlivé bunky v kôre používajú na „spaľovanie“ nielen obvyklé sodíkové ióny, ale aj vápnik.

Práve táto kombinácia spustila vlny napätia, ktoré neboli nikdy predtým pozorované. Označili ich ako dendritické akčné potenciály sprostredkované vápnikom alebo dCaAP.

Urob z pondelka pondeloček. Mozog sa dá preprogramovať tak, že sa naň budeš tešiť

Ľudský mozog vs. počítačový mozog

Mozgy, predovšetkým tie ľudské, sa často porovnávajú s počítačmi. Aj keď má toto prirovnanie hranice, na niektorých úrovniach plnia úlohy podobným spôsobom.

V oboch prípadoch sa totiž na vykonávanie rôznych operácií využíva sila elektrického napätia. V počítačoch je to vo forme pomerne jednoduchého toku elektrónov cez priesečníky, ktoré sa nazývajú tranzistory.

V neurónoch ide o signál vo forme vlny otvárania a zatvárania kanálov, ktoré si medzi sebou vymieňajú nabité častice, ako chlorid, sodík a draslík. Tento pulz sa nazýva akčný potenciál. 

zdroj: Unsplash/@joshriemer

Namiesto tranzistorov neuróny riadia chemicky tieto správy na konci vetiev, ktoré sa nazývajú dendrity.

„Dendrity sú ústredné pre pochopenie mozgu, pretože sú jadrom toho, čo určuje výpočtovú silu jednotlivých neurónov,“ uviedol neurovedec Matthew Larkum z Humboldtovej univerzity Walterovi Beckwithovi z Americkej asociácie pre rozvoj vedy (AAAS) v januári 2020.

„Heureka“ moment

Toto vysvetľuje, ako funguje náš mozog. Mozog má vlnenie napätia, ktoré môže komunikovať v dvoch spôsoboch: buď správa „a“ a „b“ (ak sa aktivuje „a“ aj „b“, správa sa prenesie) alebo správa „alebo“ (ak sa aktivuje iba „a“ alebo „b“, správa sa prenesie ďalej).

Mozgová kôra je vonkajšia časť nášho centrálneho nervového systému a je to logický základ nášho mozgu. Je to veľmi zložitá časť mozgu s mnohými vetvami, ktoré sú zodpovedné za pocity, myšlienky a ovládanie pohybu.

Väčšina Slovákov siaha po „zázračnej tabletke“. Mozog ale nedokáže bolieť, vysvetľuje neurológ

Práve na tkanivá týchto vrstiev sa vedci podrobne pozreli a pripojili k zariadeniu bunky nazývané somatodendritická náplasťová svorka, aby mohli posielať signály hore a dole každým neurónom a zaznamenávať ich aktivity.

„Nastal moment ,heureka‘, keď sme prvýkrát videli dendritické akčné potenciály,“ povedal Larkum.

Experiment na potkanoch

Aby sa zabezpečilo, že objavy nebudú unikátne iba pre ľudí s epilepsiou, vedci skontrolovali svoje výsledky v niekoľkých vzorkách z mozgových nádorov.

Vedci vykonali podobné experimenty na potkanoch, ale druhy signálov, ktoré zistili, boli veľmi odlišné od tých, ktoré pozorovali cez ľudské bunky.

Je zaujímavé, že keď vedci do buniek aplikovali blokátor sodíkových kanálov s názvom tetrodotoxín, stále signál našli. Stratil sa iba po blokovaní vápnikov.