Naučnici koji proučavaju učenje kod miševa nehotice su naišli na „zombi neurone“ u mozgu – ne čudovišta koja jedu meso i šire viruse, već ćelije koje prestaju da normalno komuniciraju iako su funkcionalno žive. Štaviše, bacaju novo svetlo na procese učenja u mozgu.
Tim iz Portugala otkrio je ćelije u okviru istrage o tome kako deo mozga koji se zove mali mozak uči iz okoline oko nas.
Mali mozak obrađuje senzorne informacije vezane za motoričke pokrete. Pomaže nam da prošetamo ulicom prepunom ljudi ili uzmemo piće a da ga ne prolijemo, a takođe je važno za učenje: tako da ako naletimo na nešto, znamo kako da poboljšamo svoje kretanje da bismo to izbegli sledeći put. Kako se tačno to učenje dešava, bila je tema ove nove studije.
Koristeći optogenetiku, gde se ćelijama manipuliše svetlošću, zajedno sa zadacima učenja koje obavljaju miševi, istraživači su uspeli da pokažu ključnu ulogu određenih ulaza u cerebelum koji se nazivaju vlakna za penjanje.
„Nakon što smo dosledno stimulisali vlakna za penjanje tokom predstavljanja vizuelnog znaka, miševi su naučili da trepću kao odgovor na taj znak – čak i u odsustvu stimulacije“, kaže neuronaučnica Tatiana Silva, iz Champalimaud Centra za nepoznato.
„Ovo je dokazalo da su ova vlakna dovoljna za pokretanje ove vrste asocijativnog učenja.“
Dugo se smatralo da su vlakna za penjanje na neki način uključena u učenje, a ovo je još jedan dokaz koji bi mogao razjasniti neke od konfuzije i kontroverzi oko njihove uloge. Druge vrste moždanih ćelija kojima se manipuliše na isti način nisu imale isti efekat na sposobnost miševa da uče.
Tada su istraživači primetili efekat zombi neurona. Uvođenje proteina osetljivog na svetlost Channelrhodopsin-2 (ChR2) kao dela optogenetičke manipulacije je u suštini zombovalo ćelije vlakana za penjanje.
Odnosno, bili su živi u smislu da su još uvek bili aktivni i da su radili kao što bi neuroni obično radili – ali te poruke se nisu prenosile dalje. Nekako su se isključili iz drugih neuronskih kola, sprečavajući miševe da uče.
„Ispostavilo se da je uvođenje ChR2 u vlakna za penjanje promenilo njihova prirodna svojstva, sprečavajući ih da adekvatno reaguju na standardne senzorne stimuluse kao što su oblaci vazduha“, kaže neuronaučnica Megan Keri iz Champalimaud Centra za nepoznato.
„Ovo je, zauzvrat, potpuno blokiralo sposobnost životinja da uče.“
Sada imamo mnogo precizniju predstavu o tome kako učenje funkcioniše u malom mozgu. S obzirom na sličnosti između mišjeg i ljudskog mozga, razumno je pretpostaviti da su isti procesi na delu.
Nauka o mozgu, i sve što treba da nauči da radi, nastavlja da fascinira. Još je impresivnije kada uzmete u obzir kako se prilagođava i menja tokom vremena, a naravno i saznanje više o tome pomaže nam da ga zaštitimo.
„Ovi rezultati služe kao najubedljiviji dokaz do sada da su signali vlakana koji se penju od suštinskog značaja za cerebelarno asocijativno učenje“, kaže Keri.
„Naši sledeći koraci uključuju razumevanje zašto ekspresija ChR2 dovodi do ‘zombifikacije’ neurona i utvrđivanje da li se naši nalazi proširuju na druge oblike malog mozga.“
Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Neuroscience.
