Bez glave, mnogi insekti će nastaviti da se ritaju i trzaju sve dok se konačno, isušeni od života, njihovi pokreti potpuno ne zaustave.
Naučnici već neko vreme znaju da je kičmena moždina sposobna da izvodi pokrete udova izvan refleksnih trzajućih pokreta, čak do tačke prilagođavanja kako bi izbegla neprijatne stimulacije.
Nikada nije bilo jasno kako njeni neuroni ‘uče’ nove odgovore bez da mozak kaže tako.
Studija na transgenim miševima koju su sproveli istraživači iz VIB-Neuro-Electronics Research Flanders u Belgiji otkrila je ulogu specifičnog gena izraženog u kičmenim nervima u pamćenju odgovora na potencijalne pretnje.
„Ne samo da ovi rezultati osporavaju preovlađujuću ideju da su motorno učenje i pamćenje isključivo ograničeni na moždane krugove, 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 krajnji poziv nad većinom oblika kretanja, kičmena moždina je više od jednostavnog autoputa za nervne signale. Sadrži genetski različite populacije neurona sposobnih da se oblikuju kako bi zadovoljili individualne potrebe u kretanju ili povlačenju od bola kako se pojedinac razvija.
Koliko god organ bio kompleksan, nervi u kičmenoj moždini mogu se široko podeliti u dve osnovne kategorije – one koji nose senzorne informacije, nazvane dorzalni neuroni, i tkiva koja kontrolišu motorne odgovore, nazvana ventralni neuroni.
Unutar svake klase, inhibitorni neuroni deluju kao kapije, fino podešavajući i koordinirajući senzacije i pokrete u ime mozga.
Kako ove različite klasifikacije tkiva kičmene moždine rade zajedno da bi naučile nove odgovore dugo nakon što su nervi zaključani, bilo je goruće pitanje za neurologe koji traže načine da pomognu oštećenim nervima da se oporave.
Takeoka i njen tim postavili su miševe sa presečenom kičmenom moždinom u pojaseve koji su im visili zadnje udove u vazduhu, omogućavajući im da se slobodno kreću. Bez da njihov mozak šalje i prima signale sa zadnjih nogu, svi odgovori su prepušteni njihovim kičmenim nervima.
Stimulisanjem stopala test životinja blagim udarima struje – jedan u nasumično vreme, a drugi samo kao odgovor na određenu količinu spuštenih nogu – istraživači su mogli da testiraju da li kičmena moždina može da nauči kako da reaguje na negativan stimulus .
Pošto je jedan miš naučio da podiže zadnje noge, tim je zamenio uloge za svakog miša dan kasnije, pokazujući da naučeni odgovori nisu bili kratkoročne adaptacije. Nervi su zaista naučili novi trik.
Tim je zatim koristio šest različitih vrsta genetski izmenjenih miševa da bi izdvojio verovatne mehanizme koji su sačuvali sećanje na električni udar u kičmenim nervima.
Isključujući različite tipove genetski različitih nervnih ćelija jednu po jednu, otkrili su da one sa otežanim nervima na vrhu pupčane vrpce, posebno one kojima nedostaje funkcionalni gen Ptf1a, nisu u stanju da se prilagode udarima. Među onima koji su se prilagodili, onemogućavanje Ptf1a nije poništilo ono što su naučili.
Ali isključivanje drugog gena koji kodira za homeobok protein engrailed-1 (gen En1) u ventralnim nervima prema donjem delu kičmene moždine efektivno je učinilo da adaptirani miševi „zaborave“ kako da reaguju na šokove u narednim testovima dan kasnije . S druge strane, veštačko uzbuđivanje tih istih nerava vratilo im je sposobnost da se prisete refleksa.
Sa medicinske tačke gledišta, razumevanje kako naša kičmena moždina može ostati plastična 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 da poboljšamo oporavak nakon povrede kičmene moždine“, kaže Takeoka.
Ovo istraživanje je objavljeno u časopisu Science Advances.
