Istraživači iz Centra Maks Delbrik pronašli su deo mozga koji je odgovoran za našu percepciju temperature kada dodirnemo stvari. Rad, koji se pojavljuje u Nature, izveštava o otkriću „termičkog korteksa“ koji se nalazi u zadnjem delu ostrvskog korteksa.
Topla kafa, hladna gazirana pića — naša sposobnost da detektujemo temperaturu objekata je ključna za preživljavanje sveta. Skoro jedan vek, naučnici su pokušavali da odrede gde se u mozgu nalazi sposobnost da oseti temperaturu. Neki su sugerisali da postoji poseban „termalni korteks“, ali se do sada raspravljalo o prisustvu specifičnog regiona.
Istraživači iz Centra Maks Delbrik u Berlinu identifikovali su termalni korteks u mozgu miševa i identifikovali nervne ćelije (ili „neurone“) koje detektuju hladne ili tople temperature.
„Razumevanje načina na koji mozak funkcioniše je poslednja granica nauke, a istraživanje senzorne percepcije je dobar način da se to uradi“, kaže profesor Džejms Poulet, neuronaučnik u MakDelbruck centru i Charite-Universitatsmedizin, koji je predvodio istraživački tim. „Nažalost, postoje mnoge bolesti mozga bez izlečenja, uključujući one koje menjaju čulnu percepciju. Dugoročno, razumevanje kako kola nervnih ćelija funkcionišu u zdravom mozgu pomoći će da se popravi bolesni mozak.“
Dok se osoba kreće kroz svet, mozak obrađuje informacije koje teku iz čulnih organa kako bi izgradio svesnu percepciju sveta. Mnogo toga se dešava u spoljašnjem preklopljenom sloju mozga, zvanom korteks. Poulet i njegov tim su ranije otkrili da neuroni u primarnom somatosenzornom korteksu reaguju kada koža dođe u kontakt sa niskim temperaturama. Dakle, očekivali su da će i tople temperature biti kodirane u ovom regionu.
Dr Mikkel Vestergaard i dr Mario Carta, ko-prvi autori i istraživači u laboratoriji Poulet’s Neural Circuits and Behavior, testirali su ovu hipotezu na miševima, čiji je mozak sličan ljudskom. Isporučili su blage temperature prednjim šapama životinja i koristili tehnike snimanja da otkriju koji deo mozga reaguje na promene temperature kože.
Na njihovo iznenađenje, naučnici su otkrili da primarni somatosenzorni korteks ne reaguje na toplotu. Kada su dalje pogledali okolo, otkrili su neurone koji reaguju u regionu sa strane mozga koji se zove zadnji ostrvski korteks. „Naša studija pokazuje da se čini da zadnji ostrvski korteks sadrži neuhvatljivi termalni korteks“, kaže Carta.
Zatim su koristili dvofotonski mikroskop da pogledaju odgovor pojedinačnih neurona u zadnjem ostrvskom korteksu. „Otkrili smo da postoje specifični neuroni koji reaguju na hladnoću i specifični neuroni koji reaguju na toplo, kao i mnogi koji su reagovali i na toplo i na hladno“, kaže Vestergard.
Topli i hladni neuroni su reagovali sasvim drugačije. Topli neuroni su reagovali na apsolutnu temperaturu, dok su hladni neuroni reagovali na relativnu promenu temperature. Hladni odgovori su se takođe brže aktivirali i ranije su utihnuli od toplih. „Ovo ukazuje na to da bi mogli postojati odvojeni putevi za percepciju hladnog u odnosu na toplo“, kaže Vestergaard.
Da bi konačno dokazali da je ostrvski korteks uključen u percepciju temperature, naučnici su obučili miševe da izveštavaju o hladnim ili toplim temperaturama. Zatim su koristili tehniku optogenetike da privremeno deaktiviraju zadnji ostrvski korteks dok isporučuju termalni stimulus. „Kada smo ovo uradili, miš nije osetio temperaturni stimulans“, kaže Poulet. Kada su naučnici prestali da potiskuju ovaj deo korteksa, miš je ponovo osetio taj osećaj.
U budućnosti, Pouletov tim planira da proučava put protoka temperature od kože, preko kičmene moždine u talamus i konačno u korteks. „Tražimo različite stanice da vidimo gde i kako su informacije o temperaturi predstavljene i kako se transformišu duž putanje“, kaže on.
Oni takođe proučavaju jednu od većih zagonetki ove studije: zašto primarni somatosenzorni korteks, koji opaža hladnoću, ne reaguje na toplotu? Naučnici teoretiziraju da bi ovaj region mogao biti odgovoran za percepciju složenih tekstura, kao što su vlaga, glatkoća ili metalik.
„Može biti da hladna reprezentacija u somatosenzornom korteksu na neki način pomaže diskriminaciji složene površinske strukture“, kaže Poulet. „Moramo da uradimo više eksperimenata da bismo zaista razumeli. Fascinantno je i još uvek prilično nejasno.“
