Naukowcy odkryli nowy sposób komunikacji między neuronami. Nasz mózg potrafi działać bezprzewodowo

Odkrycie opublikowane przez zespół neurofizjologów z Uniwersytetu Case Western Reserve, któremu przewodził Dominique Durand bez przesady można nazwać przełomowym. Naukowcy udowodnili bowiem, że w neurony znajdujące się w hipokampie, czyli części mózgu odpowiadającej m.in. za pamięć i uczenie się potrafią komunikować się zdalnie, za pomocą pola elektrycznego.

Do tej pory wydawało nam się, że komunikacja między neuronami wymaga odpowiedniej chemii. Jak zapewne wiecie, neurony komunikują się na trzy sposoby: przez przekazywanie sygnałów chemicznych między synapsami; bezpośrednio, przez połączenia ich błon komórkowych (przez tzw. neksusy) oraz przez sprzężenie sąsiednich neuronów, wywoływane przemieszczaniem się ładunku w aktywnym aksomie, które z kolei sprawia zmianę w sąsiednich, nieaktywnych neuronach.

Te wszystkie trzy sposoby jednak do działania wymagają połączeń chemicznych. Dendrytów, aksomów, itd. Sposób komunikacji opisany przez zespół Duranda bazuje tylko i wyłącznie na polu elektrycznym, nie wymagając żadnych, neurochemicznych połączeń.

Jak go odkryto? Punktem wyjścia były prowadzone od lat obserwacje tzw. fal oscylacji nerwowych, które pojawiają się w hipokampie i w korze mózgowej podczas snu. Durand obserwował tego typu oscylacje na plastrach hipokampu, usuniętego z mózgu myszy. Okazało się, że te powolne oscylacje są w stanie generować pola elektryczne, zdolne do aktywacji sąsiednie neurony.

Żeby było jeszcze ciekawiej, te sąsiednie neurony mogły być całkowicie odłączone od całej chemicznej struktury komunikacyjnej. Nie ma w tym żadnej przesady, zespół Duranda sprawdził to, odcinając wybrane neurony, które nadal reagowały na generowane przez oscylację pole elektryczne. Oznacza to, że ludzki mózg potrafi przenosić informacje między neuronami bezprzewodowo.

Wiemy również, że nowo odkryty rodzaj komunikacji między neuronami można modyfikować przy użyciu słabych pól elektrycznych. Odkrycie wymaga oczywiście dalszych badań. Może okazać się na przykład, że sygnał takiej bezprzewodowej komunikacji można w odpowiedni sposób wzmocnić i zmodulować tak, aby umożliwić wymianę danych pomiędzy dwoma hipokampami.

Nie zapominajmy też, że sam hipokamp to nasza centralna baza danych, wspomnień i umiejętności - gdybyśmy odkryli sposób na ich modyfikację za pomocą odpowiednio modulowanych pól elektrycznych, świat stałby się o wiele bardziej ciekawy. I zapewne o wiele bardziej przerażający. No ale to na razie tylko moje gdybanie.

Równie ciekawe może okazać się zastosowanie odkrycia Duranda w leczeniu chorób związanych z nieprawidłowym działaniem mózgu. W 2017 r. francuskim lekarzom udało się np. wybudzić pacjenta z 15 letniej śpiączki dzięki 6-miesięcznej stymulacji jego nerwu błędnego prądem o niskim natężeniu.

Odkrycie Amerykanów być może przyczyni się do bardziej rozbudowanych metod stymulacji naszego umysłu. Oczywiście jest to dopiero początek bardzo długiej drogi. Jak na razie nie wiemy nawet dlaczego nasz umysł emituje fale oscylacji nerwowych, ani tego jak kluczowy jest to proces, jeśli chodzi o codzienną wymianę informacji między neuronami. Jak na razie potencjał tego odkrycia wydaje się być ogromny i z pewnością wpłynie pozytywnie na rozwój neurobiologii.