Κάθε μηχάνημα διαθέτει πίνακα ελέγχου για τον έλεγχο διαφόρων λειτουργιών, ιδίως του μηχανισμού ενεργοποίησης και απενεργοποίησης.

Αναρωτηθήκατε ποτέ αν ο εγκέφαλός μας είχε κι αυτός ένα τέτοιο σύστημα, όπου θα μπορούσε κανείς να ελέγχει τις λειτουργίες του εγκεφάλου;

Λοιπόν, η νέα έρευνα υποδεικνύει ένα "μοριακό κουμπί όγκου" που ρυθμίζει τα ηλεκτρικά σήματα στον εγκέφαλο κατά τη μάθηση και ιδιαίτερα με τη μνήμη.

Αυτός θα μπορούσε να είναι ο κύριος μηχανισμός διακόπτη που θα μπορούσε να αλλάξει τα δεδομένα για τις νευρικές διαταραχές.

Η έρευνα που δημοσιεύθηκε από τον Michael Hoppa και την ομάδα του υποδεικνύει πώς η ρύθμιση των ηλεκτρικών σημάτων θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο. Η μελέτη περιστράφηκε γύρω από την ταυτοποίηση των μορίων που ρυθμίζουν το σήμα.

ΤΟ ΣΚΕΠΤΙΚΌ ΤΗΣ ΈΡΕΥΝΑΣ

Οι συνάψεις είναι η διασταύρωση όπου μεταδίδονται τα ηλεκτρικά σήματα μεταξύ των νευρικών κυττάρων.

Αυτά τα ηλεκτρικά σήματα μετατρέπονται από τον εγκέφαλο σε χημικούς νευροδιαβιβαστές που ταξιδεύουν μέσω των συναπτικών διακένων. Η ομάδα περιέγραψε πώς τα σχήματα των ηλεκτρικών σημάτων ωφελούν τη λειτουργία των συνάψεων.

Οι νευρώνες που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια της νευροδιαβίβασης έχουν διαφορετικά μοτίβα.

Αυτές οι αλλαγές στα σχήματα και τους αριθμούς οδηγούν στην ενίσχυση ή την εξασθένηση των συνάψεων (γνωστή και ως συναπτική πλαστικότητα ).

Όταν τα εγκεφαλικά κύτταρα που βρίσκονται στα δύο άκρα της σύναψης ανταλλάσσουν συνεχώς χημικά σήματα, εμφανίζεται η μακροχρόνια ενδυνάμωση (LTP).

Αυτή η LTP ενισχύει τη σηματοδότηση μεταξύ των κυττάρων και των συνάψεων και οδηγεί επίσης στην ενίσχυση των συνάψεων. Αυτή η LTP είναι η βάση για τη μάθηση και τις αναμνήσεις στον εγκέφαλο σε μια περιοχή που ονομάζεται ιππόκαμπος.

Οι ερευνητές εστίασαν τη μελέτη τους στην περιοχή του ιππόκαμπου στον εγκέφαλο. Διαπίστωσαν ότι τα σήματα που μεταδίδονται μέσω των συνάψεων σε αυτή την περιοχή βρέθηκαν να είναι ανάλογα.

Η ομάδα ανακάλυψε ότι τα ηλεκτρικά σήματα ή οι "αιχμές" παραδίδονταν με τη μορφή αναλογικών σημάτων και όχι ψηφιακών σημάτων.

Η ανακάλυψη αυτή άνοιξε το δρόμο για την καλύτερη κατανόηση του μηχανισμού. Αυτά τα αναλογικά σήματα διευκόλυναν τη ρύθμιση της ισχύος του εγκεφαλικού κυκλώματος.

Βρέθηκε επίσης το μόριο που ρυθμίζει αυτά τα ηλεκτρικά σήματα. Το μόριο Kvβ1 διεύρυνε την προσυναπτική δράση.

Αυτό το μόριο όχι μόνο ρυθμίζει το ρεύμα καλίου αλλά βοηθά επίσης στη διαμόρφωση των ηλεκτρικών σημάτων.

Όταν πραγματοποίησαν προηγουμένως το πείραμα, απέκλεισαν το μόριο Kvβ1 στα ποντίκια. Σύντομα τα αποτελέσματα έδειξαν αντίθετη αντίδραση, υπήρξε δραστική επίδραση στον κύκλο του ύπνου και της μνήμης των ποντικών.

Αυτό επιβεβαίωσε τη θετική δράση του μορίου στο σύστημα.

Εκτός από αυτό, η έρευνά τους αποκαλύπτει επίσης πώς ένας μόνο ηλεκτρικός παλμός μπορεί να μεταφέρει πολλά bit πληροφορίας που επιτρέπει μεγαλύτερο έλεγχο σε σήματα χαμηλής συχνότητας.

Αυτό σημαίνει ότι ο εγκέφαλός μας είναι πολύ πιο αποτελεσματικός από ό,τι μπορεί κανείς να φανταστεί. Τεχνικά, ο εγκέφαλός μας εκτελεί υπερ-υπολογιστικές εργασίες με χαμηλή ηλεκτρική σηματοδότηση.

Η έρευνά τους επέτρεψε τη μέτρηση της τάσης και του νευροδιαβιβαστή με τη χρήση φωτός, το οποίο με τη σειρά του μετρούσε τα ηλεκτρικά σήματα στα σημεία των συναπτικών συνδέσεων.

Αυτό άλλαξε την προοπτική και διεύρυνε το πεδίο της έρευνας στον τομέα των μοριακών ρυθμιστών που παίζουν ζωτικό ρόλο στη δραστηριότητα του εγκεφάλου.

Αυτή η ανακάλυψη επιτρέπει μια εντελώς νέα πορεία για τα φαρμακευτικά προϊόντα. Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανακάλυψη νέων τρόπων χορήγησης φαρμάκων σε περίπτωση άνοιας ή Αλτσχάιμερ.

Οι μοριακοί ρυθμιστές θα μπορούσαν να είναι το κλειδί για την αξιοποίηση της πλήρους ικανότητας του εγκεφάλου. Πολλές νευρολογικές ασθένειες θα μπορούσαν να θεραπευτούν εάν βρεθεί η σωστή οδός μεταβολισμού του εγκεφάλου.

Όπως λένε ότι η μάθηση δεν εξαντλεί ποτέ το μυαλό, είναι μια δύναμη που μπορεί να αλλάξει τον κόσμο. Αυτή η ανακάλυψη οδηγεί αναμφίβολα σε ένα εντελώς νέο επίπεδο μάθησης και δύναμης για να την κρατήσετε.

Για να μάθετε περισσότερα για την έρευνά τους , δείτε την αναφορά που δίνεται παρακάτω.

Αναφορά :

In Ha Cho, Lauren C. Panzera, Morven Chin, Scott A. Alpizar, Genaro E. Olveda, Robert A. Hill, Michael B. Hoppa. Η υπομονάδα διαύλων καλίου Kvβ1 χρησιμεύει ως κύριο σημείο ελέγχου για τη συναπτική διευκόλυνση. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020; 202000790.

DOI: 10.1073/pnas.2000790117

Σχετικά άρθρα
logo-subscribe

Εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο

Αποκλειστικό περιεχόμενο υψηλής ποιότητας σχετικά με την αποτελεσματική οπτική
επικοινωνία στην επιστήμη.

- Αποκλειστικός οδηγός
- Συμβουλές σχεδιασμού
- Επιστημονικά νέα και τάσεις
- Σεμινάρια και πρότυπα