Cercetătorii au identificat o formă unică de mesaje celulare care apare în creierul uman. Descoperirea ne arată cât mai avem de învățat despre funcționarea misterioasă a acestui organ, potrivit Science Alert.
În plus, creierul nostru ar putea fi mult mai puternic decât am crezut până în prezent.
În 2020, cercetătorii de la institutele din Germania și Grecia au raportat un mecanism în celulele corticale exterioare ale creierului care produce singur un nou semnal „gradat”. Acest semnal ar putea oferi neuronilor individuali o altă modalitate de a-și îndeplini funcțiile logice. Ei au măsurat activitatea electrică în secțiunile de țesut îndepărtate în timpul intervențiilor chirurgicale la pacienții epileptici și au analizat structura acestora folosind microscopie fluorescentă. Astfel au descoperit că celulele individuale din cortex au folosit nu doar ionii de sodiu pentru a „declanșa”, ci și calciul.
Combinația de ioni încărcați pozitiv a declanșat valuri de tensiune care nu au mai fost observate vreodată. Acestea au fost denumite potențiale de acțiune dendritice mediate de calciu sau dCaAP.
În creierul uman a fost detectat un semnal unic, primul de acest fel
Creierul uman este adesea comparat cu un calculator. Analogia are limitele ei, dar la unele niveluri îndeplinesc sarcini în moduri similare.
Ambele folosesc puterea unei tensiuni electrice pentru a efectua diverse operațiuni. În computere, este sub forma unui flux destul de simplu de electroni prin intersecții numite tranzistori.
În neuroni, semnalul este sub forma unui val de canale de deschidere și închidere care schimbă particule încărcate, cum ar fi sodiu, clorură și potasiu. Acest puls de ioni care curge se numește potențial de acțiune.
În loc de tranzistori, neuronii gestionează aceste mesaje chimic la capătul ramurilor numite dendrite. Dendritele sunt semafoarele sistemului nostru nervos. Dacă un potențial de acțiune este suficient de semnificativ, acesta poate fi transmis altor nervi, care pot bloca sau transmite mesajul.
Acestea sunt bazele logice ale creierului nostru. E vorba de valuri de tensiune care pot fi comunicate colectiv sub două forme:
- un mesaj ȘI (dacă x și y sunt declanșate, mesajul este transmis mai departe);
- un mesaj SAU (dacă x sau y este declanșat, mesajul este transmis);
Acest sistem nicăieri nu este mai complex decât în secțiunea exterioară a sistemului nervos central uman: cortexul cerebral. Al doilea și al treilea strat mai profund sunt deosebit de groase, pline de ramuri care îndeplinesc funcții de ordin înalt pe care le asociem cu senzația, gândirea și controlul motor.
Au fost efectuate teste și pe țesut provenit din tumori cerebrale
Cercetătorii au analizat îndeaproape țesuturile din aceste straturi. Ei au conectat celulele la un dispozitiv numit clemă de plasture somatodendritică pentru a trimite potențiale active în sus și în jos pentru fiecare neuron, înregistrându-le semnalele.
Pentru a se asigura că orice descoperire nu era exclusivă pentru persoanele cu epilepsie, ei și-au verificat de două ori rezultatele folosind mostre prelevate din tumori cerebrale.
Găsirea unui potențial de acțiune mediat de calciu este destul de interesantă. Dar modelarea modului în care acest nou tip sensibil de semnal a funcționat în cortex a dezvăluit o surpriză.
În plus față de funcțiile logice de tip ȘI și SAU, acești neuroni individuali ar putea acționa ca intersecții „exclusive”, care permit un semnal doar atunci când un alt semnal este clasificat într-un anumit mod.