Da li ste se ikada zapitali šta se dešava u mozgu kada se pomerimo udesno ili ulevo? Većina ljudi ne; oni to samo rade bez razmišljanja o tome. Ali ovo jednostavno kretanje zapravo kontroliše složen proces.
U novoj studiji, istraživači su otkrili deo koji nedostaje u složenoj nervnoj mreži potrebnoj za skretanje levo-desno. Do otkrića je došao istraživački tim koji se sastoji od docenta Jareda Krega, profesora Olea Kiehna i njihovih kolega sa Odeljenja za neuronauku Univerziteta u Kopenhagenu.
Godine 2020, Ole Kiehn, Jared Cregg i njihove kolege identifikovali su ‘moždani volan’ – mrežu neurona u donjem delu moždanog stabla koji upravlja pokretima desno i levo prilikom hodanja. U to vreme, međutim, nije im bilo jasno kako ovo desno-levo kolo kontrolišu drugi delovi mozga, kao što su bazalni gangliji.
„Sada smo otkrili novu grupu neurona u moždanom stablu koji prima informacije direktno iz bazalnih ganglija i kontroliše desno-levo kolo“, objašnjava Ole Kiehn.
Na kraju, ovo otkriće bi moglo da pomogne ljudima koji pate od Parkinsonove bolesti. Studija je objavljena u časopisu Nature Neuroscience.
Bazalni ganglije se nalaze duboko u mozgu. Već dugi niz godina poznato je da igraju ključnu ulogu u kontroli dobrovoljnih kretanja.
Pre mnogo godina, naučnici su saznali da stimulisanjem bazalnih ganglija možete uticati na pokrete desne i leve ruke kod miševa. Samo nisu znali kako.
„Kada hodate, skratićete dužinu koraka desne noge pre skretanja udesno i leve noge pre skretanja ulevo. Novootkrivena mreža neurona nalazi se u delu moždanog stabla poznatom kao PnO. Oni su ti koji primaju signale iz bazalnih ganglija i prilagođavaju dužinu koraka dok se okrenemo i koji na taj način određuju da li se krećemo udesno ili ulevo“, objašnjava Džered Kreg.
Studija, dakle, pruža ključ za razumevanje kako mozak proizvodi ove apsolutno bitne pokrete.
U novoj studiji, istraživači su proučavali mozak miševa, jer njihovo moždano stablo veoma liči na ljudsko moždano stablo. Stoga, istraživači očekuju da će pronaći slično kolo desno-levo u ljudskom mozgu.
Parkinsonova bolest je uzrokovana nedostatkom dopamina u mozgu. Ovo utiče na bazalne ganglije, a istraživači odgovorni za novu studiju veruju da to dovodi do neuspeha da se aktivira desno-levo kolo moždanog stabla.
I ima smisla kada pogledate simptome koje doživljavaju ljudi sa Parkinsonovom bolešću u kasnoj fazi bolesti – oni često imaju poteškoća da se okreću kada hodaju.
U novoj studiji, istraživači su ovo proučavali na miševima sa simptomima sličnim onima kod ljudi sa Parkinsonovom bolešću. Napravili su takozvani Parkinsonov model, uklanjajući dopamin iz mozga miševa i na taj način dajući im motoričke simptome slične onima koje imaju ljudi koji boluju od Parkinsonove bolesti.
„Ovi miševi su imali poteškoća sa okretanjem, ali stimulacijom PnO neurona, mogli smo da ublažimo poteškoće sa okretanjem“, kaže Jared Cregg.
Koristeći duboku moždanu stimulaciju, naučnici bi na kraju mogli da razviju sličnu stimulaciju za ljude. Trenutno, međutim, oni nisu u stanju da stimulišu ljudske moždane ćelije tako precizno kao na modelima miševa, gde su koristili napredne optogenetske tehnike.
„Neuroni u moždanom stablu su nered, a električna stimulacija, koja je vrsta stimulacije koja se koristi u ljudskoj dubokoj moždanoj stimulaciji, ne može da razlikuje ćelije jedne od drugih. Međutim, naše znanje o mozgu stalno raste, i na kraju mi možda će moći da počne da razmatra fokusiranu duboku stimulaciju mozga kod ljudi“, zaključuje Ole Kiehn.
Istraživači su koristili optogenetiku da stimulišu mrežu neurona u PNO (pontinsko retikularno jezgro, oralni deo). Ukratko, optogenetika je tehnika za genetski modifikovanje specifičnih moždanih ćelija kako bi one postale osetljive na svetlost i na taj način podložne svetlosnoj stimulaciji.
Kada su istraživači aktivirali svetlo, miševi koji su bili sposobni samo da skreću ulevo sada su takođe mogli da hodaju pravolinijski i da skreću udesno.
