Ispunite svoj botanički rječnik. Trebat će vam.
Ljudski mozak je jedna od najsloženijih struktura koja se ikada razvila na ovom planetu, ali još uvijek jedva možemo razumjeti što je točno izdvaja. Možda smo malo bliže tome da to shvatimo, zahvaljujući studiji objavljen u ponedjeljak u časopisu Neuroznanost prirode koji izvješćuje o novom tipu moždanih stanica — jedinstvenom za ljudska bića.
Zove se neuron šipka i čine oko 10 do 15 posto gornjeg sloja ljudskog neokorteksa - dijela mozga odgovornog za većinu naših naprednih spoznaja. Svrha studije bila je razumjeti raznolikost neokorteksa i vidjeti posjeduju li ljudi vrste neurona kojih nema kod drugih životinja.
"Nikada prije nismo vidjeli ništa slično", kaže Gábor Tamás, istraživač sa Sveučilišta u Szegedu u Mađarskoj i koautor nove studije. “Rezultati su iznenađujući, ali nismo iznenađeni što smo pronašli elemente ovog ljudskog neurokruga koji su možda jedinstveni za našu vrstu. Nismo iznenađeni što ljudi možda imaju obogaćenije ili razrađenije neuronske mreže.” Ono što je iznenađujuće, Tamás kaže koliko je jedinstvena struktura neurona, koja mu, čini se, omogućuje ispaljivanje signala u superspecijaliziranom put. Otkrivanje više o tom procesu i njegovom djelovanju moglo bi baciti više svjetla na ono što ljudskom mozgu daje dominaciju nad ostatkom životinjskog carstva.
Istraživanje neurona gornjeg sloja ljudskog neokorteksa koristilo je dvije različite tehnike. Na Allenovom institutu za znanost o mozgu u Seattleu, istraživači su sekvencirali profile gena pojedinačnih stanica izoliranih od ljudi koji su donirali svoje mozgove nakon smrti. U međuvremenu su Tamás i njegov tim u Mađarskoj proveli sustavnu pretragu neurona sa strukturama i druge značajke koje nisu pronađene u mozgu glodavaca, mjerenjem električne aktivnosti kod jedinki Stanice. U kombinaciji, ta su dva pristupa omogućila istraživačima da identificiraju neuron šipka i razumiju njegov oblik, kako prosljeđuje signale drugim neuronima i koji geni upravljaju njegovim funkcijama.
Posebna značajka neurona šipka je oblik njegovog aksonskog terminala, signalnog uređaja neurona koji otpušta neurotransmitere drugim stanicama. Neurotransmiteri se u osnovi ponašaju kao neka vrsta jezika, koji neuroni koriste za međusobnu komunikaciju. "Ovaj aksonski završetak na stanici šipka", kaže Tamás, "izgleda kao šipak" - pomoćni plod biljke ruže koji ostaje nakon što latice otpadnu. Ovaj grmoliki, vretenasti oblik "je ono što je u početku privuklo našu pozornost."
Ukupna veličina ćelije je izuzetno kompaktna. Uzmi svoj najmanji poznati životinjski neuroni iz prethodnih istraživanja, a neuron šipka je gotovo upola manji. Istraživači još uvijek nisu potpuno sigurni u njihovu funkciju, ali sumnjaju da neuroni šipka selektivno inhibiraju moždanu aktivnost stavljanjem kiboša na aktivacijske ("ekscitatorne") neurone. Njihov kompaktni, jedinstveni oblik čini ih prikladnima za ovu ulogu. "Ova je funkcija toliko specifična da nismo vidjeli ništa slično", kaže Tamás.
Iako glodavcima nedostaju neuroni šipka, to ne isključuje mogućnost da se te stanice nalaze u mozgu drugih životinja. "Postoje i drugi primjeri tipova stanica koji se nalaze u mozgu ljudi, ali ne i glodavaca, poput vretenastih neurona", kaže Trygve Bakken, znanstvenik s Instituta Allen i koautor studije. „Ovi vretenasti neuroni također se nalaze i kod drugih visoko društvenih sisavaca s velikim mozgom, kao što su majmuni i dupini, a moguće je da se plodovi šipka također nalaze u ove vrste.” Možda ćemo moći pronaći neurone šipka u drugim životinjama pomoću istih tehnika koje je koristio tim i shvatiti kako se razlikuju od ljudskih plodovi šipka.
Te su stanice, vjeruje Tamás, dobra ilustracija kako evolucija djela: proces kojim priroda s vremenom obogaćuje biologiju i stvara raznolikost koja će omogućiti vrsti da razvije preciznije i razrađenije funkcije. "Evolucija, u ovom slučaju, daje hranu za razmišljanje", kaže on. "Najvažniji rezultat ove studije je da sada imamo dokaz da je ljudska tvar obogaćena u usporedbi sa standardnim životinjskim modelima."
U praktičnijem smislu, otkrića bi mogla rasvijetliti kako možemo predvidjeti i liječiti početak i napredovanje niza različitih neuroloških poremećaja. Složenost ljudskog mozga ublažena je činjenicom da smo također žrtve mnogih vrsta bolesti koje ne utječu na druge životinje. "Ako je šipak upleten u poremećaje mozga, tada možemo dizajnirati genetske alate za ciljanje ove vrste stanica za proučavanje i možda na kraju za liječenje", kaže Bakken.
Taj će rad biti ograničen činjenicom da je, ako te stanice ne postoje u drugim životinjskim modelima, iznimno teško etički proučavati njihovu ulogu u liječenju poremećaja poput Alzheimerova bolest ili shizofreniju, budući da ne možemo raditi istu vrstu eksperimenata na miševima koje možemo raditi na ljudima. "Zapeli smo - nije lako razumjeti koja je funkcija ovih stanica", kaže Tamás. "Međutim, imamo priliku to učiniti u budućnosti ispitivanjem stanica šipka kod pacijenata s određenim poremećajima." Povezivanje gena Profili ekspresije stanica šipka s genetskim markerima poznatih bolesti mogli bi rasvijetliti kako su plodovi šipka povezani s određenim nevoljama. Osim daljnjeg karakteriziranja neurona šipka i istraživanja raznolikosti moždanih stanica drugih kortikalnih slojeva, Tamás kaže da tim zapravo pripremajući se za naknadnu studiju o ulozi stanica šipka na određenu neuropsihijatrijsku bolest kod ljudi, iako nije želio otkriti koja bolest.
Na jedan način, otkrića doista otvaraju više pitanja na koja daju odgovore. "Neuroni šipka predstavljaju jedan od naših prvih 'hitova'" ovih neurona" jedinstvenih za ljude", kaže Tamás. "Postoje neki drugi neuroni u nastajanju kod ljudi koje još nismo objavili." Naša nova ružičasta slika zapravo bi mogla biti samo najava za gomilu novih otkrića.
