У име мозга – нерви у кичми можда могу и самостално да функционишу

Без главе, многи инсекти ће се трзати све док се коначно, услед исцрпљености, њихови покрети потпуно не зауставе. Научници већ неко време знају да је кичмена мождина способна да извршава покрете удова како би избегла непријатне стимулације. Никада ипак, није било јасно како неурони „уче“ да реагују без да – мозак тако каже.

Студија на мишевима коју су спровели истраживачи из "VIB-Neuro-Electronics Research Flanders" у Белгији открила је улогу специфичног гена који утиче на рад кичмених нерава у памћењу одговора на потенцијалне претње и одређене ситуације.

„Не само да ови резултати оспоравају преовлађујућу идеју да су учење кретања и памћење искључиво ограничени на области мозга већ смо показали да можемо манипулисати моторним присећањем кичмене мождине, што има импликације за терапије дизајниране да побољшају опоравак након оштећења кичмене мождине“, каже неуролог и виши истраживач Аја Такеока.

Док мозак има одлучујућу улогу за већину облика кретања, кичмена мождина је више од „једноставног аутопута“ за нервне сигнале. Садржи генетски различите популације неурона способних да се обликују и прилагоде како би задовољили индивидуалне потребе у кретању или повлачењу због избегаваља бола, а све то је интензивније како се појединац (организам) развија.

Колико год орган био комплексан, нерви у кичменој мождини могу се широко поделити у две основне категорије – оне који носе сензорне информације, зване дорзални неурони, и ткива која контролишу моторне одговоре, названа вентрални неурони.

Унутар сваке класе, постоје инхибиторни неурони делују као капије, односно филтери, који фино подешавају и координишу сензације и покрете „у име мозга“.

Помоћ особама са оштећеним нервима

Питање функционисања ткива кичмене мождине, који раде заједно, и уче како да одговоре и реагују у ситуацији када су нерви дуго „закључани“, горуће је за неурологе који траже начине да помогну особама са оштећеним нервима да се опораве.

Такеока и њен тим ставили су мишеве са пресеченом кичменом мождином у положаје где им је било омогућено да се слободно крећу док су висили наглавачке. Без могућности да њихов мозак шаље и прима сигнале са задњих ногу, сви одговори су били препуштени њиховим кичменим нервима.

Стимулисањем удова животиња благим ударима струје – истраживачи су могли да тестирају да ли кичмена мождина може да научи како да реагује на негативну стимулацију.

Пошто је један миш научио да подиже задње ноге због непријатне стимулације, тим научника је исто поновио после неколико дана. Миш није заборавио да је време да одступи, односно научени одговори нису били краткорочне адаптације. Нерви су заиста научили нови трик.

Искључујући различите типове генетски различитих нервних ћелија једну по једну, научници су открили да мишеви којима недостаје функционални ген Ptf1a, нису у стању да се прилагоде ударима. Такође, међу онима који су се најпре прилагодили, а којима је после тај ген надомештен, ствар је остала иста – нису заборавили научено.

Али искључивање функционисања другог гена (ген En1) ефективно је учинило да прилагођени мишеви „забораве“ како да реагују на шокове у наредним тестовима дан касније. С друге стране, вештачко активирање тих истих нерава вратило им је способност да се присете рефлекса.

Инспирација за даља истраживања

Са медицинске тачке гледишта, разумевање тога како наша кичмена мождина може остати функционална током целог живота и наставити да реагује на промене животне средине могло би да инспирише нова истраживања у лечењу оштећења нервног система код људи.

„Стицање увида у основни механизам је од суштинског значаја ако желимо да разумемо основе аутоматизма покрета код здравих људи и искористимо ово знање за побољшање опоравка након повреда кичмене мождине код људи“, каже Такеока.

Истраживање је објављено у часопису Science Advances.