ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Κυριακή 25 Απρίλη 2004
Σελ. /24
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Το άλλο μισό του εγκεφάλου

Νέα στοιχεία δείχνουν ότι τα γλοιοκύτταρα του εγκεφάλου, που παραμελήθηκαν από την επιστήμη επί μισό αιώνα, ίσως παίζουν κρίσιμο ρόλο στη σκέψη και τη μάθηση, το ίδιο όπως και οι νευρώνες

Οι επιστήμονες που είχαν εξετάσει τον εγκέφαλο του Αλμπερτ Αϊνστάιν μετά το θάνατό του, δεν είχαν βρει τίποτα το ασυνήθιστο όσον αφορά στον αριθμό και το μέγεθος των νευρώνων του. Αλλά στο συνειρμικό κέντρο, στο τμήμα του εγκεφάλου όπου εδράζονται οι ανώτερες νοητικές λειτουργίες, είχαν βρει έναν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό γλοιοκυττάρων. Σύμπτωση; Ισως όχι. Πληθώρα στοιχείων έχει αρχίσει να δείχνει ότι τα γλοία παίζουν πολύ σημαντικότερο ρόλο απ' ό,τι πιστευόταν.

Επί δεκαετίες οι νευροφυσιολόγοι εστίαζαν το ενδιαφέρον τους στους νευρώνες, ως τους κύριους διαβιβαστές στο νευρικό σύστημα. Τα γλοία, αν και υπερτερούν αριθμητικά με αναλογία 9 προς 1 σε σχέση με τους νευρώνες, πιστευόταν ότι έχουν μόνο ρόλο συντήρησης: Να μεταφέρουν θρεπτικές ουσίες από τα αιμοφόρα αγγεία προς τους νευρώνες, να διατηρούν μια υγιεινή ισορροπία ιόντων στον εγκέφαλο και να αποκρούουν τους παθογόνους παράγοντες που παρέκαμψαν το ανοσοποιητικό σύστημα και έφτασαν ως εκεί. Με την υποστήριξη των γλοίων, οι νευρώνες ήταν ελεύθεροι να επικοινωνούν κατά μήκος μικροσκοπικών σημείων επαφής, που ονομάζονται συνάψεις και να δημιουργούν ένα πλέγμα συνδέσεων που μας επιτρέπουν να σκεφτόμαστε, να θυμόμαστε και να αισθανόμαστε.

Αυτό το καθιερωμένο μοντέλο εγκεφαλικής λειτουργίας θα αλλάξει δραματικά αν επιβεβαιωθούν τα νέα ευρήματα για τα γλοιοκύτταρα. Τα τελευταία χρόνια, νέα ευαίσθητα πειράματα καταγραφής της δραστηριότητας του εγκεφάλου, έδειξαν ότι οι νευρώνες και τα γλοία βρίσκονται σε ένα διαρκή αμφίδρομο διάλογο από την περίοδο της εμβρυακής ανάπτυξης, ως τα βαθιά γεράματα. Τα γλοία επηρεάζουν το σχηματισμό των συνάψεων, αλλά και το ποιες απ' αυτές θα δυναμώσουν και ποιες θα αδυνατίσουν στην πορεία. Αυτές οι αλλαγές είναι καθοριστικές για τη μάθηση και την απομνημόνευση μακράς διάρκειας. Οι πιο πρόσφατες μελέτες δείχνουν μάλιστα ότι τα γλοία επικοινωνούν και μεταξύ τους, με ένα δίκτυο ξεχωριστό, παράλληλο ως προς το νευρωνικό, επηρεάζοντας τη συνολική λειτουργία του εγκεφάλου.

Οι νευροφυσιολόγοι είναι αρκετά προσεκτικοί, ώστε να μην προσάψουν νέα σημασία στα γλοία χωρίς να είναι σίγουροι, αλλά τους συναρπάζει η προοπτική ότι ίσως περισσότερο από το μισό του εγκεφάλου έχει παραμείνει στην ουσία ανεξερεύνητο και μπορεί σ' αυτό να περιέχονται θησαυροί πληροφοριών για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος.

Η νοητική εικόνα που έχουν οι περισσότεροι άνθρωποι για το νευρικό σύστημα μοιάζει με ένα κουβάρι καλωδίων που συνδέουν τους νευρώνες. Κάθε νευρώνας έχει ένα μακρύ βραχίονα, τον άξονα, που μεταφέρει ηλεκτρικά σήματα ως τους κάλυκες στο άκρο του. Κάθε κάλυκας απελευθερώνει νευροδιαβιβαστές (μόρια μετάδοσης πληροφοριών) κατά μήκος ενός στενού συναπτικού κενού, ως το δενδρίτη ενός γειτονικού νευρώνα. Αλλά γύρω από τους νευρώνες και τους άξονές τους υπάρχει μια πλειάδα διαφορετικών γλοιοκυττάρων. Ως την εποχή του θανάτου του Αϊνστάιν, οι νευροφυσιολόγοι υποπτεύονταν ότι τα γλοία μπορεί να συνεισφέρουν στην επεξεργασία πληροφοριών, αλλά τους διέφευγαν οι αποδείξεις. Τελικά, υποβάθμισαν τα γλοία από πλευράς σημασίας και η έρευνα γι' αυτά τα είδη κυττάρων σχεδόν εγκαταλείφθηκε για ένα πολύ μακρό χρονικό διάστημα.

Οι νευροφυσιολόγοι απέτυχαν να εντοπίσουν την επικοινωνία ανάμεσα στα γλοία, εν μέρει επειδή είχαν ανεπαρκή αναλυτική τεχνολογία, αλλά κυρίως επειδή έψαχναν σε λάθος μέρος. Υπέθεσαν λαθεμένα ότι αν τα γλοία επικοινωνούσαν θα χρησιμοποιούσαν τα ίδια ηλεκτρικά σήματα που είχαν εντοπίσει στους νευρώνες. Θα δημιουργούσαν δηλαδή ηλεκτρικούς παλμούς, τα λεγόμενα δυναμικά δράσης, που τελικά θα ανάγκαζαν τα κύτταρα να απελευθερώσουν νευροδιαβιβαστές κατά μήκος συνάψεων, πυροδοτώντας περισσότερους παλμούς σε άλλα νευρικά κύτταρα.

Διαπίστωσαν ότι πράγματι τα γλοία έχουν πολλά από τα ευαίσθητα στη διαφορά δυναμικού κανάλια ιόντων που δημιουργούν τους παλμούς στους άξονες, αλλά υπέθεσαν ότι αυτά τα κανάλια απλώς επιτρέπουν στα γλοία να αντιλαμβάνονται έμμεσα το επίπεδο δραστηριότητας των γειτονικών νευρώνων. Διαπίστωσαν ταυτόχρονα ότι τα γλοιοκύτταρα δεν έχουν τις ιδιότητες που χρειάζεται στην κυτταρική τους μεμβράνη για να μπορούν να διαδώσουν δικά τους δυναμικά δράσης. Εκείνο που τους διέφυγε είναι αυτό που έδειξαν οι προχωρημένες τεχνικές απεικόνισης ότι δηλαδή τα γλοία χρησιμοποιούν τα χημικά σήματα, αντί των ηλεκτρικών για να μεταδίδουν μηνύματα.

Χρήσιμες υποθέσεις για το πώς τα γλοία ανιχνεύουν τη νευρωνική δραστηριότητα μπόρεσαν να γίνουν στα μέσα της δεκαετίας του 1990, όταν οι επιστήμονες επιβεβαίωσαν ότι τα γλοία έχουν μια ποικιλία υποδοχέων στις μεμβράνες τους, που μπορούν να ανταποκριθούν σε ένα φάσμα χημικών ουσιών, μεταξύ αυτών και σε νευροδιαβιβαστές. Αυτή η ανακάλυψη σήμαινε ότι τα γλοία ίσως επικοινωνούν χρησιμοποιώντας χημικά σινιάλα, που δεν μπορούσαν να αναγνωρίσουν οι νευρώνες, ενώ σε ορισμένες περιπτώσεις τα γλοία μπορούν να αντιδρούν και απευθείας στους νευροδιαβιβαστές που απελευθερώνουν οι νευρώνες.

Συγκρίσεις εγκεφάλων αποκαλύπτουν ότι η αναλογία των γλοίων ως προς τους νευρώνες αυξάνει κατά πολύ από ζώο σε ζώο, καθώς ανεβαίνουμε την εξελικτική σκάλα. Ισως μια μεγαλύτερη συγκέντρωση γλοίων, ή ένας πιο αποτελεσματικός τύπος γλοίων να είναι εκείνο το στοιχείο που επιτρέπει σε έναν άνθρωπο να εξελιχτεί σε μεγαλοφυΐα. Ο Αϊνστάιν μάς έμαθε να τολμάμε να σκεφτόμαστε έξω από τα καθιερωμένα πλαίσια. Οι νευροφυσιολόγοι που ψάχνουν πέρα από τους νευρώνες, για να δουν πώς σχετίζονται τα γλοία με την επεξεργασία πληροφοριών στον εγκέφαλο, θεωρούν ότι ακολουθούν το παράδειγμά του.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»

Τα γλοία και οι νευρώνες συνεργάζονται τόσο στον εγκέφαλο, όσο και στο νωτιαίο μυελό. Τα μηνύματα που στέλνει ένας νευρώνας διά μέσου ενός μακριού άξονα, υπερπηδούν το συναπτικό κενό, για να φτάσουν σε ένα δενδρίτη ενός άλλου νευρώνα. Τα γλοία αστροκύτταρα τρέφουν τους νευρώνες και περιβάλλουν και ελέγχουν τις συνάψεις. Τα γλοία ολιγοδενδρίτες παράγουν μυελίνη, που μονώνει τους άξονες. Οταν το ηλεκτρικό μήνυμα ενός νευρώνα φτάσει στο τέλος του άξονα (ένθετη εικόνα), προκαλεί κίνηση κυστιδίων προς τη μεμβράνη, όπου σκάνε απελευθερώνοντας νευροδιαβιβαστές. Αυτοί διαχέονται στο στενό συναπτικό κενό, μέχρι να φτάσουν στους υποδοχείς του δενδρίτη. Ανάλογα λειτουργούν στο περιφερειακό νευρικό σύστημα τα γλοιοκύτταρα Σουάν, που επίσης έχουν καθήκοντα μυέλωσης των αξόνων.

Τα γλοία μπορούν να λειτουργήσουν και σαν οδηγοί για τη δημιουργία συνάψεων. Ο νευροβιολόγος Λε Τιαν έκοψε ένα μυικό νεύρο ποντικού στη σύναψη. Δυο μέρες αργότερα (πάνω) τα γλοιοκύτταρα Σουάν (σκούρο κόκκινο) είχαν σχηματίσει μια γέφυρα ανάμεσα στα δύο σημεία. Μετά από άλλες δυο μέρες (κάτω), ένας άξονας (πράσινο) είχε αναπτυχθεί κατά μήκος της γέφυρας για να δημιουργήσει μια σύναψη. Οι ερευνητές εξετάζουν τώρα τρόπους, για να αξιοποιήσουν αυτή τη δυνατότητα των γλοίων, με στόχο να θεραπεύσουν τραύματα της σπονδυλικής στήλης με μεταμόσχευση κυττάρων Σουάν σε κατεστραμμένες περιοχές της σπονδυλικής στήλης πειραματόζωων



Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ