U ime mozga – nervi u kičmi možda mogu i samostalno da funkcionišu

Bez glave, mnogi insekti će se trzati sve dok se konačno, usled iscrpljenosti, njihovi pokreti potpuno ne zaustave. Naučnici već neko vreme znaju da je kičmena moždina sposobna da izvršava pokrete udova kako bi izbegla neprijatne stimulacije. Nikada ipak, nije bilo jasno kako neuroni „uče“ da reaguju bez da – mozak tako kaže.

Studija na miševima koju su sproveli istraživači iz "VIB-Neuro-Electronics Research Flanders" u Belgiji otkrila je ulogu specifičnog gena koji utiče na rad kičmenih nerava u pamćenju odgovora na potencijalne pretnje i određene situacije.

„Ne samo da ovi rezultati osporavaju preovlađujuću ideju da su učenje kretanja i pamćenje isključivo ograničeni na oblasti mozga već smo pokazali da možemo manipulisati motornim prisećanjem kičmene moždine, što ima implikacije za terapije dizajnirane da poboljšaju oporavak nakon oštećenja kičmene moždine“, kaže neurolog i viši istraživač Aja Takeoka.

Dok mozak ima odlučujuću ulogu za većinu oblika kretanja, kičmena moždina je više od „jednostavnog autoputa“ za nervne signale. Sadrži genetski različite populacije neurona sposobnih da se oblikuju i prilagode kako bi zadovoljili individualne potrebe u kretanju ili povlačenju zbog izbegavalja bola, a sve to je intenzivnije kako se pojedinac (organizam) razvija.

Koliko god organ bio kompleksan, nervi u kičmenoj moždini mogu se široko podeliti u dve osnovne kategorije – one koji nose senzorne informacije, zvane dorzalni neuroni, i tkiva koja kontrolišu motorne odgovore, nazvana ventralni neuroni.

Unutar svake klase, postoje inhibitorni neuroni deluju kao kapije, odnosno filteri, koji fino podešavaju i koordinišu senzacije i pokrete „u ime mozga“.

Pomoć osobama sa oštećenim nervima

Pitanje funkcionisanja tkiva kičmene moždine, koji rade zajedno, i uče kako da odgovore i reaguju u situaciji kada su nervi dugo „zaključani“, goruće je za neurologe koji traže načine da pomognu osobama sa oštećenim nervima da se oporave.

Takeoka i njen tim stavili su miševe sa presečenom kičmenom moždinom u položaje gde im je bilo omogućeno da se slobodno kreću dok su visili naglavačke. Bez mogućnosti da njihov mozak šalje i prima signale sa zadnjih nogu, svi odgovori su bili prepušteni njihovim kičmenim nervima.

Stimulisanjem udova životinja blagim udarima struje – istraživači su mogli da testiraju da li kičmena moždina može da nauči kako da reaguje na negativnu stimulaciju.

Pošto je jedan miš naučio da podiže zadnje noge zbog neprijatne stimulacije, tim naučnika je isto ponovio posle nekoliko dana. Miš nije zaboravio da je vreme da odstupi, odnosno naučeni odgovori nisu bili kratkoročne adaptacije. Nervi su zaista naučili novi trik.

Isključujući različite tipove genetski različitih nervnih ćelija jednu po jednu, naučnici su otkrili da miševi kojima nedostaje funkcionalni gen Ptf1a, nisu u stanju da se prilagode udarima. Takođe, među onima koji su se najpre prilagodili, a kojima je posle taj gen nadomešten, stvar je ostala ista – nisu zaboravili naučeno.

Ali isključivanje funkcionisanja drugog gena (gen En1) efektivno je učinilo da prilagođeni miševi „zaborave“ kako da reaguju na šokove u narednim testovima dan kasnije. S druge strane, veštačko aktiviranje tih istih nerava vratilo im je sposobnost da se prisete refleksa.

Inspiracija za dalja istraživanja

Sa medicinske tačke gledišta, razumevanje toga kako naša kičmena moždina može ostati funkcionalna tokom celog života i nastaviti da reaguje na promene životne sredine moglo bi da inspiriše nova istraživanja u lečenju oštećenja nervnog sistema kod ljudi.

„Sticanje uvida u osnovni mehanizam je od suštinskog značaja ako želimo da razumemo osnove automatizma pokreta kod zdravih ljudi i iskoristimo ovo znanje za poboljšanje oporavka nakon povreda kičmene moždine kod ljudi“, kaže Takeoka.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Science Advances.