Csí, prána vagy életerő – Rátaláltak tudósok az ősi energiacsatornákra az agyban

Rejtett kommunikációs hálózat az agyban – új felfedezés forradalmasíthatja az idegtudományt.

Egy friss kutatás alapjaiban változtathatja meg az agy működéséről alkotott tudományos képet. Amerikai idegtudósok ugyanis azonosítottak egy eddig ismeretlen, mikroszkopikus csatornahálózatot, amely a hagyományos szinapszisokat megkerülve képes lehet az idegsejtek közötti kommunikációra. Az újonnan leírt struktúrák, az úgynevezett dendritikus nanocsövek (DNT-k), nemcsak az agyi jelátvitelt, hanem az olyan betegségek, mint az Alzheimer-kór kialakulását is új megvilágításba helyezhetik.

A Science folyóiratban megjelent tanulmány szerint a Johns Hopkins Egyetem kutatócsoportja nagy felbontású elektronmikroszkópos képeken azonosította a különös, néhány mikrométer hosszúságú és néhány száz nanométer átmérőjű csatornákat, amelyek közvetlenül kapcsolják össze a neuronokat. A csapat nemcsak egér-, hanem emberi agyszövetekben is kimutatta ezeket a miniatűr struktúrákat. A kutatók megfigyelései szerint a DNT-k elektromos impulzusokat és molekulákat is képesek továbbítani egyik sejtből a másikba – függetlenül a jól ismert szinaptikus átviteltől.

A jelenség nem teljesen előzmény nélküli: korábbi vizsgálatok már leírták az úgynevezett „alagút-nanocsöveket” (tunneling nanotubes, TNT), amelyek más sejttípusok között teszik lehetővé a kommunikációt. Ezeket 2004-ben figyelték meg először patkányvese-sejtekben, és azóta többféle élő szövetben, például az immunrendszer vagy a fejlődő szervek sejtjei között is kimutatták őket. A mostani felfedezés azonban az első olyan eset, amikor a tudósok közvetlen neuron–neuron kapcsolatokat találtak emlősök agyában.

A kutatás során Hyungbae Kwon és munkatársai szuperfelbontású mikroszkópiát és gépi tanulásos képelemzést alkalmaztak, hogy kizárják a téves azonosítás lehetőségét. A vizsgálatok során kiderült, hogy a DNT-k nem csupán statikus szerkezetek: percek vagy órák alatt kialakulhatnak, majd el is tűnhetnek, ami dinamikus szerepet sejtet az idegi hálózatokban. Amikor a kutatók megnövelték a kalciumion-koncentrációt egyetlen neuronban, a szomszédos sejtekben is kimutatható volt az aktivitás növekedése – ami arra utal, hogy a DNT-k valóban közvetíthetnek elektromos jeleket.

“Prána” (szanszkritul: प्राण) a hinduizmusban a létfenntartó életerőt, azaz az életenergiát jelenti, amely az élőket a holtaktól megkülönbözteti. Ez az univerzális erő, amely minden megnyilvánult és rejtett formában létezik, és mindenben megtalálható a hangyától az emberig. A jóga szerint a prána a levegőből, napenergiából és táplálékból nyerhető, és az idegrendszer veszi fel, hogy tárolódjon az agyban és az idegi központokban. Hasonló koncepciók léteznek a kínai csi (氣) és a görög pneuma, vagy a bibliai “Szentlélek” formájában is.

A felfedezés egyik legmeglepőbb aspektusa, hogy a kutatók az Alzheimer-kórhoz köthető fehérjék, például az amiloid-béta átvitelét is megfigyelték a nanocsövekben. Amikor a kutatók mesterségesen juttatták be ezt a fehérjét egy egér neuronba, az rövid időn belül a közeli sejtekben is megjelent – kivéve, ha a nanocsövek képződését gátló vegyületet adtak a mintához. A kutatók szerint ez a mechanizmus akár szerepet is játszhat az Alzheimer-kór fehérjeterjedéses modelljében, amely szerint a betegségben kóros fehérjék sejtről sejtre haladva terjednek az agyban.

A tanulmányhoz független kommentárt író szakértők szerint a dendritikus nanocsövek felfedezése „izgalmas új irányt” adhat az idegtudománynak. Michael Heneka, a Luxemburgi Egyetem neurológusa úgy fogalmazott: „Ez a kommunikáció rendkívül közvetlen formája. Ha valóban általános jelenségről van szó, újra kell gondolnunk, hogyan működnek az idegi hálózatok.” Ugyanakkor a kutatók óvatosságra is intenek: egyelőre nem tudni, mennyire elterjedtek ezek a struktúrák az agyban, hogyan alakulnak ki, és pontosan milyen anyagokat szállítanak.

David Rubinsztein, a Cambridge-i Egyetem neurodegeneratív betegségekkel foglalkozó professzora arra figyelmeztet, hogy a laboratóriumi körülmények között megfigyelt fehérjeátvitel nem feltétlenül tükrözi a valós agyi folyamatokat. Az amiloid-béta például a sejten belül gyakran membránokba zárva található, így természetes környezetben nem feltétlenül mozogna ilyen szabadon.

Kwon és csapata most azt tervezi, hogy a DNT-k által szállított más, nagyobb fehérjéket – például a tau-fehérjét, amely szintén az Alzheimer-kór egyik kulcsfontosságú tényezője – is megvizsgálja. Bár még messze a bizonyíték attól, hogy a dendritikus nanocsövek közvetlenül felelősek lennének az idegrendszeri betegségek terjedéséért, a kutatók szerint a felfedezés új utakat nyithat meg az agyi kommunikáció, a sejtszintű jelátvitel és a neurodegeneratív folyamatok megértésében.

A tudomány most egy új réteget fedezett fel az emberi agy bonyolult hálózatában – egy olyan „rejtett kommunikációs csatornát”, amely talán már eddig is kulcsszerepet játszott gondolkodásunk, memóriánk és betegségeink alakulásában, csak éppen eddig nem láttuk.

facebook:

0 Komment