Γεννιόμαστε με έναν εγκέφαλο σχεδόν άδειο, tabula rasa, στον οποίο οι νευρώνες αρχίζουν να γράφουν μόνο μετά τη γέννηση; Ή μήπως η λειτουργία του εγκεφάλου ξεκινά περισσότερο σαν μία tabula plena, μια ήδη γραμμένη πλάκα, που στη συνέχεια ξαναγράφεται και οργανώνεται;
Σε αυτό το ερώτημα επιχείρησαν να απαντήσουν νευροεπιστήμονες του Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Αυστρίας, μελετώντας τον ιππόκαμπο, μία από τις βασικές περιοχές του εγκεφάλου για τη μνήμη, τη μάθηση και τον χωρικό προσανατολισμό, αναφέρει το Popular Mechanics.
Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τους Peter Jonas και Victor Vargas-Barroso, εστίασε ειδικά στο νευρωνικό δίκτυο CA3 του ιππόκαμπου. Πρόκειται για ένα δίκτυο με μεγάλη πλαστικότητα, δηλαδή ικανότητα να προσαρμόζεται, να κωδικοποιεί, να αποθηκεύει, να ανακαλεί και να ενημερώνει μνήμες. Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications.
Δύο μοντέλα συνάψεων
Οι επιστήμονες ήθελαν να εξετάσουν πώς διαμορφώνονται οι συνδέσεις ανάμεσα στους νευρώνες από τη γέννηση έως την ενηλικίωση. Υπάρχουν δύο βασικά μοντέλα. Το πρώτο, της tabula rasa, υποθέτει ότι στην αρχή υπάρχουν λίγες νευρωνικές συνδέσεις και ότι οι συνάψεις δημιουργούνται σταδιακά με την ανάπτυξη. Το δεύτερο, το μοντέλο του «κλαδέματος», υποστηρίζει το αντίθετο: ότι ο εγκέφαλος ξεκινά με πολλές συνάψεις, οι οποίες στη συνέχεια μειώνονται, αφήνοντας λιγότερες αλλά πιο εξειδικευμένες συνδέσεις.
Για να ελέγξουν ποιο από τα δύο μοντέλα ταιριάζει καλύτερα στην ανάπτυξη του ιππόκαμπου, οι ερευνητές μελέτησαν ποντίκια σε τρία στάδια: λίγο μετά τη γέννηση (7-8 ημερών), στην εφηβεία (18-25 ημερών) και στην ενηλικίωση (45-50 ημερών). Χρησιμοποίησαν την τεχνική patch-clamp (τεχνική καθήλωσης του διαμεμβρανικού δυναμικού), η οποία επιτρέπει την ακριβή καταγραφή των ηλεκτρικών σημάτων που περνούν από τους νευρώνες. Έτσι μπόρεσαν να παρακολουθήσουν πώς μεταδίδονται τα σήματα από τα άκρα των νευρώνων, όπου απελευθερώνονται νευροδιαβιβαστές, έως τους δενδρίτες, τις διακλαδώσεις που δέχονται τα σήματα και τα μεταφέρουν στο κυρίως σώμα του νευρώνα.
Το «κλάδεμα»
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα νεογέννητα ποντίκια διαθέτουν μεγάλη αφθονία συνδέσεων ανάμεσα στους νευρώνες CA3. Καθώς όμως ωριμάζουν, οι συνδέσεις αυτές μειώνονται και το δίκτυο γίνεται πιο οργανωμένο και λιγότερο τυχαίο. Τα ευρήματα αυτά στηρίζουν το μοντέλο του «κλαδέματος»: ο εγκέφαλος δεν ξεκινά ως άδειος πίνακας, αλλά ως ένα πυκνό δίκτυο που σταδιακά εξειδικεύεται.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι στα νεαρά ποντίκια, μεμονωμένες συνάψεις ήταν αρκετά ισχυρές ώστε να πυροδοτούν νευρωνικά σήματα από μόνες τους. Στα ενήλικα ζώα, αντίθετα, χρειαζόταν ο συνδυασμός πολλών ασθενέστερων εισόδων για να ενεργοποιηθεί ένας νευρώνας. Η μικροσκοπική ανάλυση έδειξε επίσης ότι οι άξονες των νευρώνων γίνονταν με τον χρόνο μικρότεροι και λιγότερο διακλαδισμένοι, ενώ οι δενδρίτες μεγάλωναν και αποκτούσαν μεγαλύτερη πυκνότητα.
Τα συμπεράσματα δείχνουν ότι, τουλάχιστον στα ποντίκια, ο νεογνικός εγκέφαλος μοιάζει περισσότερο με tabula plena παρά με tabula rasa. Το αν η ίδια διαδικασία ισχύει και στον ανθρώπινο ιππόκαμπο παραμένει ανοιχτό ερώτημα, καθώς οι κυτταρικοί και μοριακοί μηχανισμοί που καθοδηγούν το «κλάδεμα» των συνάψεων δεν έχουν ακόμη κατανοηθεί πλήρως.
Μπορεί να μην θυμόμαστε τίποτα από τη γέννησή μας, αλλά αυτό δεν σημαίνει απαραίτητα ότι ο εγκέφαλός μας ήταν άδειος τότε.
Πηγή: CNN Greece
