Nevroner kan kommunisere ikke bare gjennom direkte kontakt, forskere har oppdaget en ny form for nevralkommunikasjon.
Forskere mener de har identifisert en tidligere ukjent form for nevralkommunikasjon. Signaler reiser gjennom hjernevevet og kan også reise trådløst fra en del av hjernen til en annen, selv om de kirurgisk er skilt fra hverandre.
Funnet gir en radikal ny forklaring på hvordan nevroner kan kommunisere med hverandre. Dette er en uforklarlig prosess som ikke har noe å gjøre med konvensjonelle mekanismer som synaptisk overføring, aksonal transport og gapskryss.
"Vi forstår fortsatt ikke helt betydningen av denne oppdagelsen," sier nevro- og biomedisinsk ingeniør Dominique Durand ved Case Western Reserve University. "Men vi innser at dette er en helt ny form for kommunikasjon i hjernen og er ganske overrasket over oppdagelsen vår."
Forskere har visst i flere tiår at det er langsomme rytmiske bølger av nevrale svingninger i hjernen, theta-rytmen. Formålet deres var ikke klart, men de blir observert i cortex og hippocampus under søvn, og antas å spille en rolle i å styrke minner.
"Den funksjonelle betydningen av denne langsomme rytmen i det perineuronale nettverket er fortsatt et mysterium," forklarer nevrovitenskapsmann Clayton Dickinson ved University of Alberta. Han var ikke involvert i studien, men deltok i diskusjonen i en egen artikkel.
"Dette spørsmålet," fortsetter Dickinson, "kan løses når de cellulære og intercellulære mekanismene bak dette fenomenet er klare." For dette formål undersøkte Durant og kollegene langsom rytmisk aktivitet in vitro ved å studere hjernebølger i hippocampale skiver oppnådd fra halshuggede mus.
De fant ut at denne langsomme, rytmiske aktiviteten kan generere elektriske felt som igjen aktiverer naboceller. Dermed opprettes en form for neuralkommunikasjon uten kjemisk synaptisk overføring og gapskryss.
Salgsfremmende video:
"Vi har visst om disse bølgene i lang tid, men ingen kunne forklare deres eksakte formål, og ingen trodde de kunne forplante seg på egen hånd," sier Durant.
Neural aktivitet kan reguleres, forbedres eller blokkeres ved å bruke svake elektriske felt, og har som analog en annen modus for cellulær kommunikasjon kalt epaptisk overføring.
Studiens mest radikale funn var at elektriske felt kan aktivere nevroner selv når de er fullstendig revet fra hverandre i avskåret hjernevev, forutsatt at de to delene forblir i nær fysisk nærhet.
"For å sikre at skiven ble fullstendig avskåret, ble de to delene separert og deretter festet på nytt, og det ble observert et tydelig gap under driftsmikroskopet," forklarer forfatterne i artikkelen.
Den langsomme rytmiske aktiviteten til hippocampus kan virkelig generere en hendelse på den andre siden av stykket, til tross for det fullstendige snittet mellom de to stykkene.
Hvis du synes dette høres rart ut, ikke bli overrasket, du er ikke den eneste som synes det. Gjennomgangskomiteen i The Journal of Physiology, der studien ble publisert, insisterte på at eksperimentene ble gjentatt før de gikk med på å publisere den.
Durant og hans kolleger oppfylte samvittighetsfullt dette kravet, fullstendig klar over slik forsiktighet, siden de selv innså den enestående fremmedheten i resultatene av observasjonene sine.
"Dette var et vannskille øyeblikk," sier Durant, "for oss og for alle forskerne vi har kommunisert om dette. Men hvert eksperiment vi kjørte for å teste, bekreftet bare resultatene våre."
Det vil ta mye mer forskning å finne ut om denne samme formen for nevralkommunikasjon forekommer i den menneskelige hjernen. Det krever også å studere hvilken funksjon den utfører. Så langt er dette et sjokkerende faktum.
Det gjenstår å se, sier Dixon, om resultatene er relatert til den langsomme, spontane rytmen som blir observert i cortex og hippocampus vev under søvn og søvnlignende tilstander.
Lina Medvedeva
