Η εκμάθηση μιας νέας εργασίας, η εκμάθηση ενός μουσικού οργάνου ή η προσαρμογή στο συνεχώς μεταβαλλόμενο περιβάλλον είναι όλα δυνατά χάρη στην πλαστικότητα του εγκεφάλου ή στην ικανότητά του να τροποποιεί τον εαυτό του αναδιατάσσοντας υπάρχοντα νευρωνικά δίκτυα και σχηματίζοντας νέα για να αποκτήσει νέες λειτουργικές ιδιότητες. Αυτό βοηθά επίσης τα νευρωνικά κυκλώματα να παραμείνουν υγιή, γερά και σταθερά.
Πλαστικότητα του εγκεφάλου
Για να κατανοήσουν καλύτερα την πλαστικότητα του εγκεφάλου, μια ομάδα ερευνητών στο Baylor College of Medicine και στο Παιδικό Νοσοκομείο του Τέξας χρησιμοποίησε μοντέλα ποντικιών για να διερευνήσει πώς τα εγκεφαλικά κύτταρα δημιουργούν συνδέσεις με νέους νευρώνες που γεννιούνται σε εγκεφάλους ενηλίκων. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Genes & Development, όχι μόνο επεκτείνουν την κατανόησή μας για την πλαστικότητα του εγκεφάλου, αλλά ανοίγουν επίσης νέες δυνατότητες για τη θεραπεία ορισμένων νευροαναπτυξιακών διαταραχών και την επιδιόρθωση τραυματισμένων κυκλωμάτων στο μέλλον.
«Σε αυτή τη μελέτη, θέλαμε να εντοπίσουμε νέα μόρια που βοηθούν τους νέους νευρώνες να δημιουργήσουν συνδέσεις στον εγκέφαλο», δήλωσε ο αντίστοιχος συγγραφέας Δρ. Benjamin R. Arenkiel, καθηγητής μοριακής και ανθρώπινης γενετικής και νευροεπιστήμης στο Baylor και στο Νευρολογικό Ερευνητικό Ινστιτούτο Duncan στο Τέξας. Παιδική.
«Δουλέψαμε με τον οσφρητικό βολβό, το μέρος του εγκεφάλου που εμπλέκεται στην αίσθηση της όσφρησης. Στα ποντίκια, ο οσφρητικός βολβός είναι μια εξαιρετικά πλαστική αισθητήρια περιοχή και έχει μια αξιοσημείωτη ικανότητα να διατηρεί την πλαστικότητα στην ενήλικη ζωή μέσω της συνεχούς ενσωμάτωσης των νευρώνων που γεννιούνται σε ενήλικες. Ανακαλύψαμε ότι η ωκυτοκίνη, ένα πεπτίδιο ή μια μικρή πρωτεΐνη, που παράγεται στον εγκέφαλο, οδηγεί γεγονότα που συμβάλλουν στην πλαστικότητα του νευρικού κυκλώματος».
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα επίπεδα ωκυτοκίνης αυξάνονται στον οσφρητικό βολβό, κορυφώνοντας τη στιγμή που οι νέοι νευρώνες ενσωματώνονται στα νευρωνικά δίκτυα. Χρησιμοποιώντας ιική επισήμανση, ομοεστιακή μικροσκοπία και προσδιορισμό αλληλουχίας RNA ειδικού τύπου κυττάρου, η ομάδα ανακάλυψε ότι η ωκυτοκίνη ενεργοποιεί μια οδό σηματοδότησης – μια σειρά μοριακών γεγονότων μέσα στα κύτταρα – που προάγει την ωρίμανση των συνάψεων, δηλαδή τις συνδέσεις των νεοενσωματωμένων ενήλικων γεννημένων νευρώνες. Όταν οι ερευνητές απέκλεισαν τον υποδοχέα ωκυτοκίνης, τα κύτταρα είχαν υποανάπτυκτες συνάψεις και εξασθενημένη λειτουργία.
«Είναι σημαντικό, διαπιστώσαμε ότι η ωρίμανση των συνάψεων συμβαίνει ρυθμίζοντας τη μορφολογική ανάπτυξη των κυττάρων και την έκφραση ενός αριθμού δομικών πρωτεϊνών», δήλωσε ο Arenkiel, Μελετητής MacNair στο Baylor. «Η πιο συναρπαστική πτυχή αυτής της μελέτης είναι ότι τα ευρήματά μας υποδηλώνουν ότι η ωκυτοκίνη οδηγεί την ανάπτυξη και τη συναπτική ενσωμάτωση νέων νευρώνων στον ενήλικο εγκέφαλο, συμβάλλοντας άμεσα στην προσαρμοστικότητα και την πλαστικότητα του κυκλώματος», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Brandon T. Pekarek, μεταπτυχιακός φοιτητής-έρευνα βοηθός στο εργαστήριο Arenkiel. Τα ευρήματα, τα οποία σχετίζονται με όλα τα θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, ανοίγουν νέες δυνατότητες βελτίωσης των νευρολογικών καταστάσεων.
«Η ωκυτοκίνη υπάρχει κανονικά στον εγκέφαλό μας, οπότε αν καταλαβαίνουμε πώς να την ενεργοποιήσουμε ή να την απενεργοποιήσουμε ή να την κινητοποιήσουμε, μπορούμε να βοηθήσουμε να διατηρήσουμε τις συνδέσεις του κυκλώματος μας υγιείς προωθώντας την ανάπτυξη υποανάπτυκτων συνδέσεων ή ενισχύοντας νέες», είπε ο Arenkiel. «Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν επίσης ότι η ωκυτοκίνη θα μπορούσε να προάγει την ανάπτυξη νέων νευρώνων για την επιδιόρθωση κατεστραμμένου ιστού. Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για να διερευνηθούν αυτές οι πιθανότητες».