07 Φεβ 2018

Μπορεί ο αυτισμός να οφείλεται σε υπεράριθμες εγκεφαλικές διασυνδέσεις;

Ο αυτισμός είναι μία από τις αναπτυξιακές διαταραχές που εν πολλοίς παραμένει μυστήριο για την επιστημονική κοινότητα.

11 Ιούν 2016

Εργαστηριακές έρευνες υποδεικνύουν ότι ο αυτισμός δεν είναι απλά μια εγκεφαλική διαταραχή

Οι διαταραχές του φάσματος του αυτισμού οφείλονται σε πολλαπλούς παράγοντες, αλλά βασικότερος των οποίων φαίνεται να είναι η βιολογία. Έως τώρα οι έρευνες πάνω στο θέμα του αυτισμού δείχνουν ότι η βιολογική προδιάθεση των ατόμων να αναπτύξουν ένα φάσμα εγκεφαλικών δυσλειτουργιών είναι η ειδοποιός διαφορά μεταξύ αυτιστικών και μη αυτιστικών ατόμων. Αν και οι μέχρι τώρα γνώσεις μας πάνω στο γονιδιακό αποτύπωμα της διαταραχής είναι περιορισμένες, με αποτέλεσμα να μην έχει ταυτοποιηθεί με εγκυρότητα και πέραν πάσης αμφιβολίας κάποιο συγκεκριμένο γονίδιο στο DNA το οποίο να σχετίζεται με την ανάπτυξη διαταραχών στο φάσμα του αυτισμού, οι ενδείξεις που έχουμε υπογραμμίζουν τη βιολογική προδιάθεση και συγκεκριμένα τη δυσλειτουργία του εγκεφάλου η οποία με τη σειρά της δημιουργεί τα συμπτώματα της διαταραχής, όπως είναι η έλλειψη κοινωνικών δεξιοτήτων.

Η έρευνα στον τομέα αυτό, όπως και σε πολλές άλλες θεματικές νευρο-ψυχολογικών διαταραχών πολλές φορές λαμβάνουν χώρα σε εργαστήρια, αξιοποιώντας τα πειράματα που γίνονται σε πειραματόζωα, τα οποία είναι σε θέση να διαφωτίσουν κυρίως την νευροβιολογική βάση των υπό εξέταση διαταραχών. Έτσι και στην περίπτωση του αυτισμού, οι ερευνητές τρέχουν μια πλειάδα εργαστηριακών πειραμάτων για να επιβεβαιώσουν ή όχι τις υποθέσεις τους.

Σε μια τέτοια πρόσφατη έρευνα του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ1 οι πειραματιστές θέλησαν να δουν κατά πόσο άλλα μέρη του νευρικού συστήματος, πέραν του εγκεφάλου, παίζουν ρόλο στην ανάπτυξη τουλάχιστον κάποιων συμπτωμάτων του αυτισμού. Στο πείραμά τους, έλεγξαν τα αποτελέσματα της μετάλλαξης σε δύο γονίδια που σχετίζονται σε κάποιο βαθμό με την ανάπτυξη ορισμένων εκ των συμπτωμάτων του αυτισμού, όπως η ευαισθησία στο άγγιγμα αλλά και η κοινωνική απομόνωση. Αυτό που βρήκαν είναι πως η μετάλλαξη των συγκεκριμένων γονιδίων επηρεάζει το περιφερικό νευρικό σύστημα (δηλαδή όχι τον εγκέφαλο, αλλά το δίκτυο των νευρώνων που απλώνεται πέρα από τον εγκέφαλο, περνάει από τη σπονδυλική στήλη και καταλήγει στις νευρικές απολήξεις στα άκρα μας. Συγκεκριμένα, τα ποντίκια με τα μεταλλαγμένα γονίδια ανέπτυξαν ευαισθησία στην αφή και το άγγιγμα, κάτι που οδήγησε σε κοινωνική απομόνωσή τους, δίχως όμως να έχει επηρεαστεί η λειτουργία του εγκεφάλου τους, παρά μόνο η επικοινωνία των νευρώνων στα άκρα και το δέρμα.

Αυτό το οποίο έδειξαν τα συγκεκριμένα πειράματα είναι πως για να αναπτυχθεί μια συμπεριφορά που μπορεί να χαρακτηριστεί «αυτιστική» δεν χρειάζεται ο εγκέφαλος να δυσλειτουργεί ως ολότητα, αλλά αρκεί μια υπερευαισθησία στην επαφή και το άγγιγμα, η οποία με τη σειρά της απομονώνει το άτομο και το κάνει λιγότερο κοινωνικό. Στον δυτικό κόσμο τέτοιου είδους συμπεριφορές ερμηνεύονται ως ενδείξεις κοινωνικού άγχους και ανελλιπούς κοινωνικής συνδιαλλαγής. Φυσικά τέτοιες έρευνες δεν μπορούν, και ούτε έχουν ως σκοπό, να ερμηνεύσουν όλες τις περιπτώσεις του αυτισμού, καθώς ο αυτισμός δεν είναι μια συγκεκριμένη διαταραχή με συγκεκριμένα συμπτώματα, αλλά αντίθετα είναι ένα φάσμα δυσλειτουργικών συμπεριφορών που μπορεί να διαφέρουν εξαιρετικά από άτομο σε άτομο.

Τέτοιου είδους ερευνητικά βήματα είναι πολύ σημαντικά όχι μόνο για την αντιμετώπιση του αυτισμού αλλά και άλλων νευροψυχολογικών διαταραχών, καθώς υποδεικνύουν ότι εφόσον τα συμπτώματα αυτών των διαταραχών μπορούν να οφείλονται σε δυσλειτουργία των νευρώνων του περιφερικού νευρικού συστήματος, ενδεχομένως μια στοχευμένη φαρμακοθεραπεία με σκοπό την καλύτερη λειτουργία και επικοινωνία αυτών των νευρώνων να αποδειχθεί αρκετά αποτελεσματική για την μείωση των συμπτωμάτων, πάντα σε συνδυασμό με ψυχοθεραπευτικές προσεγγίσεις με στόχο την αποτελεσματικότερη διαχείριση των συμπτωμάτων από τα ίδια τα άτομα και την καλύτερη λειτουργικότητά τους.

Εισαγωγική Εικόνα

]]>

Πηγές / Διαβάστε περισσότερα

  1. Lauren et al. (2016). “ Peripheral Mechanosensory Neuron Dysfunction Underlies Tactile and Behavioral Deficits in Mouse Models of ASDs”. Cell. []
06 Αυγ 2015

Η δυσλειτουργία των καθρεπτικών νευρώνων στις διαταραχές ενσυναίσθησης

Με τα γοργά βήματα με τα οποία αναπτύσσονται οι νευροεπιστήμες τις τελευταίες δεκαετίες, ολοένα και περισσότεροι επιστήμονες προσπαθούν να εντοπίσουν το ρόλο που παίζει η μη φυσιολογική λειτουργία του εγκεφάλου στην ανάπτυξη ή την εξέλιξη κάποιων διαταραχών. Τα μυστικά της λειτουργίας του εγκεφάλου αποκαλύπτονται σταδιακά με κάθε νέα ταυτοποίηση των εγκεφαλικών δομών και ανακάλυψη της λειτουργίας συγκεκριμένων νευρώνων στο κεντρικό νευρικό μας σύστημα.

Μία από τις πιο ενδιαφέρουσες ανακαλύψεις των τελευταίων δεκαετιών είναι αυτή της ανακάλυψης των καθρεπτικών νευρώνων. Έχουμε μιλήσει και στο παρελθόν για τους νευρώνες αυτούς, οι οποίοι σχετίζονται άμεσα με την ικανότητα των ανθρώπων και άλλων πρωτεύοντων θηλαστικών (π.χ. πιθήκων) να μπαίνουν στη θέση των άλλων και να αναπτύσσουν αυτό που επιστημονικά ονομάζουμε ενσυναίσθηση. Πιο συγκεκριμένα, οι νευρώνες αυτοί ανήκουν στην οικογένεια των κινητικών νευρώνων και πυροδοτούνται όταν βλέπουμε άλλους ανθρώπους (στην περίπτωση των ανθρώπινων νευρώνων) να κάνουν κάποια κίνηση (π.χ. πιάνουν αντικείμενα) ή όταν εξωτερικά ερεθίσματα έχουν κάποιο αντίκτυπο στους άλλους (π.χ. τσίμπημα με βελόνα). Χάρη σε αυτούς τους νευρώνες «αισθανόμαστε» άμεσα τι κάνουν ή τι παθαίνουν οι άλλοι γύρω μας.

Μια ενδιαφέρουσα ιδέα που κυκλοφορεί στην επιστημονική κοινότητα των νευροεπιστημόνων τα τελευταία χρόνια είναι ότι οι νευρώνες αυτοί παίζουν κάποιο ρόλο στις διαταραχές που έχουν ως βασικό σύμπτωμα την έλλειψη ενσυναίσθησης. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι ο αυτισμός, η αντικοινωνική διαταραχή προσωπικότητας ή ακόμη και η ναρκισσιστική διαταραχή προσωπικότητας. Παρόλο που όλες αυτές οι αποκλίνουσες συμπεριφορές είναι τόσο διαφορετικές μεταξύ τους και έχουν εντελώς διαφορετική νευρολογική βάση, έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό: το άτομο που τις εμφανίζει έχει δυσκολίες σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό να αναπτύξει σχέσεις με άλλους αλλά –πολύ σημαντικότερο- και να καταλάβει τι αισθάνονται οι συνάνθρωποί του.

Ήδη έχουν υπάρξει έρευνες για τον αυτισμό και τις αντικοινωνικές διαταραχές που δείχνουν μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της δυσλειτουργίας των καθρεπτικών νευρώνων και της εμφάνισης αυτών των «διαταραχών ενσυναίσθησης»1 . Φυσικά, η συσχέτιση δεν σημαίνει και αιτιότητα. Δεν γνωρίζουμε εάν η δυσλειτουργία των νευρώνων προϋπάρχει της διαταραχής ή εάν οι νευρώνες αυτοί εξασθενούν ως αποτέλεσμά της εμφάνισης της διαταραχής. Κατά πάσα πιθανότητα ισχύουν και τα δύο ανά περίπτωση.

Η συγκεκριμένη θεωρία δεν έχει μόνο ακαδημαϊκό ενδιαφέρον, αλλά και ευρύτερο, καθώς μπορεί να έχει και πρακτικές προεκτάσεις. Εάν η δυσλειτουργία των νευρώνων ενθαρρύνει την ανάπτυξη των συμπτωμάτων όπως των διαταραχών που αναφέραμε, αυτό σημαίνει πως ενδεχομένως μια παρέμβαση σε επίπεδο φυσιολογίας στους καθρεπτικούς νευρώνες μπορεί να μειώσει ή ακόμη και να εξαφανίσει τα συμπτώματα έλλειψης ενσυναίσθησης. Φυσικά, απέχουμε πολύ πριν από τέτοιου είδους παρεμβάσεις ακόμη, αλλά παραμένουν μια ανοιχτή πιθανότητα για το μέλλον.

Βεβαίως τέτοιες παρεμβάσεις ανέκαθεν γινόντουσαν σημεία έντονης αντιπαράθεσης από φιλοσόφους, επιστήμονες αλλά και το ευρύ κοινό, καθώς ανοίγουν πολλά θέματα κυρίως ηθικής φύσεως. Μπορούμε να παρεμβαίνουμε με τόσο άμεσο τρόπο για να αλλάξουμε μια συμπεριφορά που χαρακτηρίζεται ως αποκλίνουσα, ακόμη και όταν προκαλεί πρόβλημα στο ίδιο το άτομο; Αν ναι, υπό ποιες προϋποθέσεις; Σε ποιο βαθμό θα πρέπει να σταματά η παρέμβαση; Είναι ουσιαστική μια τέτοια παρέμβαση στη φυσιολογία ή απλά καλύπτει τα συμπτώματα αδιαφορώντας για τα βαθύτερα αίτια της διαταραχής συμπεριφοράς; Πρόκειται για ερωτήματα στα οποία ο καθένας από εμάς μπορεί να δώσει τις δικές του απαντήσεις…

Εισαγωγική Εικόνα

]]>

Πηγές / Διαβάστε περισσότερα

  1. Psychopaths and Mirror Neurons: How Empathy Can Be a Luxury []
26 Ιαν 2014

Οι εγκεφαλικές περιοχές επικοινωνούν μεταξύ τους με συγχρονισμένη πυροδότηση

Ο εγκέφαλος είναι ένα από τα πιο αξιοθαύμαστα όργανα κάθε ζωικής μορφής, πόσο μάλιστα στην περίπτωση του ανθρώπου. Χάρη σε αυτόν μπορούμε να αισθανόμαστε, να κινούμαστε, να σκεφτόμαστε, να λαμβάνουμε αποφάσεις, να αγαπούμε, να κατανοούμε και να παράγουμε λόγο, να απομνημονεύουμε και γενικά να επιβιώνουμε! Κι όμως αυτή η βιολογική μηχανή ζυγίζει λιγότερο από 1,5 κιλό, ενώ έχει διασυνδέσεις με όλα τα σημεία του σώματός μας. Όπως είναι γνωστό, ο εγκέφαλος δεν λειτουργεί με έναν άναρχο τρόπο. Αντίθετα, κάθε περιοχή του ειδικεύεται στην ανάλυση και εξαγωγή συγκεκριμένων πληροφοριών (π.χ. οπτική αντίληψη, συναισθήματα, απομνημόνευση κτλ). Πως όμως επικοινωνούν μεταξύ τους αυτές οι περιοχές; Δεδομένου ότι υπάρχουν εκατομμύρια συνδέσεις μεταξύ των εγκεφαλικών περιοχών, πως καταφέρνει ένα νευρικό σήμα να φτάσει από το ένα σημείο στο άλλο;

Αυτό ήταν το βασικό ερώτημα μιας ομάδας Ολλανδών ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Radboud1 . Συγκεκριμένα, οι ερευνητές θέλησαν να δουν πως συνδέονται δύο είδη πληροφοριών στα πρώτα στάδια της απομνημόνευσης: οι νέες πληροφορίες με τις ήδη υπάρχουσες μνήμες που ανακαλούμε. Αυτό το οποίο ανακάλυψαν ήταν ότι η περιοχή που λαμβάνει αυτές τις δύο πληροφορίες συγχρονίζει την πυροδότηση των νευρώνων της με την πυροδότηση των νευρώνων των περιοχών που στέλνουν αυτές τις πληροφορίες. Για παράδειγμα εάν η περιοχή A που στέλνει αισθητηριακές πληροφορίες πυροδοτεί με μια συχνότητα της τάξης των 40Hz (40 πυροδοτήσεων το δευτερόλεπτο), ενώ η περιοχή B που ανακαλεί τις μνήμες πυροδοτεί με μια ταχύτητα της τάξης των 35Hz, η περιοχή Γ που λειτουργεί ως δέκτης και λαμβάνει και συνδέει αυτές τις δύο εναλλάσσει τη λήψη πληροφοριών μεταξύ 40Hz και 35Ηz. Με αυτόν τον τρόπο το σήμα που λαμβάνει η περιοχή Γ δεν μπερδεύεται με άλλα νευρικά σήματα.

Η εν λόγω έρευνα έγινε με την τοποθέτηση ηλεκτροδίων σε ποντίκια και μέτρηση της εγκεφαλικής δραστηριότητάς τους όταν τα ποντίκια προσπαθούσαν να συγκρίνουν τα οπτικά ερεθίσματα που λάμβαναν ενώ κινούνταν σε έναν λαβύρινθο με τις μνήμες που είχαν από τις προηγούμενες προσπάθειες που είχαν κάνει στον εν λόγω λαβύρινθο.

Όπως χαρακτηριστικά έγραψε ο ιστοχώρος PsyPost2 , είναι σαν οι διάφορες εγκεφαλικές περιοχές να λειτουργούν ως πομποί και δέκτες ραδιοφωνικών σημάτων. Αν και αυτός ο παραλληλισμός είναι βοηθητικός δεν θα πρέπει να μας μπερδεύει: οι εγκεφαλικές περιοχές δεν επικοινωνούν «ασύρματα» όπως τα ραδιόφωνα, αλλά αντίθετα συνδέονται μεταξύ τους με συγκεκριμένες νευρικές οδούς. Αυτό αξίζει να το υπογραμμίσουμε για να μη γίνονται παρανοήσεις που μπορεί να οδηγήσουν κάποιους στην λανθασμένη εντύπωση ότι μιλάμε για απόδειξη τηλεπάθειας μεταξύ νευρώνων.

Η σημαντικότητα αυτής της έρευνας έγκειται στο γεγονός, πως είναι η πρώτη φορά που αποδεικνύεται ερευνητικά αυτού του είδους η θεωρία περί επικοινωνίας των εγκεφαλικών περιοχών. Παρόλο που τις τελευταίες 3-4 δεκαετίες οι γνώσεις μας για την λειτουργία του εγκεφάλου αυξήθηκαν γεωμετρικά, έχουμε αρκετό χρόνο ακόμη να καλύψουμε πριν την πλήρη κατανόηση του τρόπου ανάπτυξης αυτού του εκπληκτικού οργάνου και του τρόπου μεταφοράς ευαίσθητων πληροφοριών μεταξύ του συνόλου του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος. Έρευνες παρόμοιες με αυτή μας βοηθούν να ρίξουμε περισσότερο φως σε αυτόν τον τομέα, κάτι που μελλοντικά μπορεί να οδηγήσει σε πολλές πρακτικές εφαρμογές, ιδιαίτερα σε σχέση με την αποκατάσταση ασθενών με εγκεφαλικές δυσλειτουργίες.

Εισαγωγική Εικόνα

]]>

Πηγές / Διαβάστε περισσότερα

  1. H.O. Cabral et al. (2014). Oscillatory Dynamics and Place Field Maps Reflect Hippocampal Ensemble Processing of Sequence and Place Memory under NMDA Receptor Control. Neuron, 81(2),  402-415 []
  2. PsyPost: Brain works like radio receiver []
04 Νοέ 2013

Το νευρικό σύστημα κάνει υπολογισμούς ήδη από το επίπεδο των νευρώνων

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ίσως το σημαντικότερο όργανό μας. Χάρη σε αυτόν συντονίζουμε τις αυτόματες και τις συνειδητές μας λειτουργίες, από τις πιο βασικές όπως είναι η αναπνοή έως και τις πιο σύνθετες όπως είναι η αναγνώριση προσώπων. Παρόλο που έχουν γίνει πάρα πολλά και σταθερά βήματα κατανόησης της λειτουργίας του εγκεφάλου, νέες έρευνες σχετικά με αυτή δεν παύουν να μας εκπλήσσουν. Αυτό έγινε και με την πρόσφατη ανακοίνωση των αποτελεσμάτων μιας έρευνας του UCL1 , σύμφωνα με την οποία το νευρικό μας σύστημα είναι σε θέση να κάνει υπολογισμούς ήδη από το επίπεδο των νευρώνων.

Γνωρίζουμε πολύ καλά ότι οι νευρώνες λειτουργούν ομαδικά ώστε να μπορέσουν να βγάλουν εις πέρας τους περίπλοκους υπολογισμούς αλλά και να πραγματοποιήσουν την παρατηρούμενη συμπεριφορά. Έτσι, έχουμε διάφορα νευρικά κέντρα στον εγκέφαλο τα οποία συνεργάζονται μεταξύ τους ανάλογα με το τι κάνουμε την κάθε φορά. Για παράδειγμα, όταν θέλουμε να πιάσουμε μία κινούμενη μπάλα, πρέπει να συνεργαστούν μια σειρά ομάδων που σχετίζονται με την οπτική αντίληψη, την αντίληψη της κίνησης, την πρόβλεψη της τροχιάς ενός κινούμενου αντικειμένου, τον συντονισμό των οπτικών κέντρων με τα κινητικά κέντρα, την έναρξη της κίνησης του χεριού και την πραγματοποίηση λεπτών κινήσεων με τα δάχτυλα ώστε να μπορέσουμε να συγκρατήσουμε τη μπάλα.

Σύμφωνα με την νέα έρευνα του UCL φαίνεται πως υπάρχει το νευρικό σύστημα αντιδρά διαφορετικά στα διάφορα είδη σήματος ήδη από το επίπεδο της επικοινωνίας μεταξύ δύο νευρώνων. Συγκεκριμένα, η έρευνα έγινε σε ποντίκια και σκοπός της ήταν να καταγράψει την αντίδραση των νευρώνων όταν τα ποντίκια εκθέτονταν σε μια σειρά διαφορετικών οπτικών ερεθισμάτων. Καταγράφοντας την λειτουργία των δενδριτών των νευρώνων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι νευρώνες ερμηνεύουν τα ερεθίσματα με συγκεκριμένο τρόπο, ανάλογα με τις ιδιότητες τους (π.χ. εάν το ερέθισμα είχε κλήση, γωνίες, κινείτο κτλ). Αξίζει να σημειωθεί ότι οι δενδρίτες είναι τα σημεία εκείνα των νευρώνων τα οποία δέχονται τις πληροφορίες από γειτονικούς νευρώνες και τις μεταφέρουν στο κυρίως σώμα του νευρώνα τους.

Το εύρημα αυτό είναι εξαιρετικά σημαντικό καθώς αμφισβητεί τα κλασσικά μοντέλα που ήθελαν τους νευρώνες να κάνουν ομαδικά υπολογισμούς για τις ιδιότητες των εκάστοτε ερεθισμάτων. Φαίνεται πως τουλάχιστον για τα οπτικά ερεθίσματα ο υπολογισμός γίνεται ήδη από το επίπεδο των νευρώνων, διαφοροποιώντας την αντίδρασή τους από αυτό το πρώιμο στάδιο συγκέντρωσης της πληροφορίας. Εάν και προς το παρόν δεν έχουν γίνει παρόμοιες έρευνες σε άλλα εγκεφαλικά κέντρα και σε διαφορετικά ζωικά είδη, οι ερευνητές θεωρούν πολύ πιθανό ότι και οι νευρώνες κάνουν υπολογισμούς και για άλλου τύπου ερεθίσματα πέραν των οπτικών αλλά και ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο.

Η πανίσχυρη υπολογιστική μηχανή που ονομάζουμε εγκέφαλος δεν παύει να μας εκπλήσσει με τις δυνατότητές του. Φαίνεται πως έχουμε ακόμη πολύ δρόμο μπροστά μας για να κατανοήσουμε πλήρως πως μπορεί ένα τόσο μικρό όργανο να κάνει τόσα πολλά με τόσο περίπλοκους τρόπους.

Εισαγωγική Φωτογραφία

]]>

Πηγές / Διαβάστε περισσότερα

  1. UCL Press release: «Smart neurons: single dendrites can perform computations» []
28 Αυγ 2013

History of Neuroscience: Eric Kandel

Ο διάσημος νευροεπιστήμονας Eric Kandel δίνει μια σπάνια συνέντευξη (2001) όπου μιλάει για την καριέρα του, τα επιστημονικά του ενδιαφέροντα αλλά και το παρελθόν και το μέλλον της σύγχρονης νευροεπιστήμης. Το βίντεο προορίζεται για εξειδικευμένο κοινό, καθώς για να το κατανοήσει κανείς απαιτούνται κάποιες βασικές γνώσεις νευροβιολογίας και νευροψυχολογίας.

Ο Δρ. Kandel είναι κάτοχος βραβείου Νόμπελ φυσιολογίας (2000), ενώ είναι και ο συγγραφέας του καλύτερου και πληρέστερου -κατά την άποψή μου- εγχειριδίου νευροεπιστημών («Principles of Neural Science«).

]]>

21 Ιαν 2013

Νέα έρευνα υποστηρίζει ότι οι νευρώνες μπορούν να αλλάξουν μορφή μετά την πλήρη ανάπτυξή τους

Νέα έρευνα του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ ρίχνει φως στο θέμα της νευρολογικής ανάπτυξης, καθώς τα αποτελέσματά της υποδεικνύουν ότι οι νευρώνες μπορούν να αλλάξουν μορφή μετά το στάδιο της πλήρους ανάπτυξής τους.

Σύμφωνα με τα όσα γνωρίζαμε έως τώρα, οι νευρώνες δημιουργούνται από τα βλαστοκύτταρα  και παίρνουν την τελική τους μορφή κατά τη διάρκεια της κύησης. Αφού έχουν πάρει την τελική τους μορφή (π.χ. κινητικοί νευρώνες, ενδιάμεσοι νευρώνες, αισθητήριοι νευρώνες) δεν μπορούν να αλλάξουν εκ νέου σε κάποιον άλλου τύπου νευρώνα.

Αυτή η διαπίστωση πλέον μπορεί να αποδειχθεί λανθασμένη, καθώς η έρευνα του Χάρβαρτ έδειξε ότι στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης ενός νευρώνα υπάρχει δυνατότητα να αλλάξει ο τύπος του, υπογραμμίζοντας την εκπληκτική πλαστικότητα και ευελιξία του ανθρώπινου νευρικού συστήματος12 .

Στα πειράματα της η επιστημονική ομάδα επικεντρώθηκε στην αλλαγή κάποιων ενδιάμεσων νευρώνων οι οποίοι κανονικά μεταφέρουν πληροφορίες ανάμεσα στα δύο ημισφαίρια. Σκοπός τους ήταν οι νευρώνες αυτοί να μετατραπούν σε εγκεφαλονωτιαίους κινητικούς νευρώνες, η βλάβη των οποίων είναι γνωστό ότι προκαλεί στην πολλαπλή σκλήρυνση κατά πλάκας. Η αλλαγή του νευρώνα έγινε μέσω της επανακωδικοποίησης του γονιδιακού του υλικού και μάλιστα το πείραμα έλαβε χώρα όχι σε απομονωμένους νευρώνες σε εργαστηριακό περιβάλλον, αλλά σε ζωντανό, νεαρό πειραματόζωο.

Εάν η αλλαγή αυτή των νευρώνων αποδειχθεί πως είναι δυνατή και σε ενήλικα πειραματόζωα, τότε ανοίγει ο δρόμος για την ανάπτυξη καινοτόμων θεραπειών για νευρολογικές διαταραχές όπως την σκλήρυνση κατά πλάκας, τη νόσο του Πάρκινσον κ.α. Αυτό το οποίο δίνει ελπίδες για την ανάπτυξη τέτοιου είδους θεραπειών είναι το γεγονός πως η επιστημονική ομάδα κατέληξε σε παρόμοια ευρήματα πριν πέντε χρόνια, όταν κατάφερε να αλλάξει μορφή και σε άλλα κύτταρα του σώματος, όπως αυτά που συνθέτουν το πάγκρεας.

Οι γνώσεις μας για την ανάπτυξη, τον τρόπο λειτουργίας και τις διαταραχές του νευρικού μας συστήματος έχουν αυξηθεί γεωμετρικά κατά τις τελευταίες δεκαετίες. Εάν η έρευνα σε αυτόν τον τομέα συνεχίσει με τους ίδιους ρυθμούς, έχουμε κάθε λόγο να μιλάμε για μια νέα εποχή στην ιατρική και την νευροψυχολογία.

Εισαγωγική Φωτογραφία

]]>

Πηγές / Διαβάστε περισσότερα

  1. Caroline Rouaux, Paola Arlotta. Direct lineage reprogramming of post-mitotic callosal neurons into corticofugal neurons in vivo. Nature Cell Biology, 2013 []
  2. One form of neuron turned into another in brain. ScienceDaily []
04 Ιαν 2013

Σειρά Ντοκιμαντέρ: The Secret Life of the Brain

The Secret Life of the Brain«. Πρόκειται ουσιαστικά για 5 μονόωρα επεισόδια ενός μεγάλου ντοκιμαντέρ το οποίο καλύπτει την ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου από τη στιγμή της σύλληψης και της γέννας έως και τα βαθιά γεράματα. Κάθε επεισόδιο εστιάζει σε μια διαφορετική περίοδο της ζωής μας (βρέφος, παιδική ηλικία, εφηβεία, ενηλικίωση, γηρατειά) και εξηγεί τις διάφορες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό το μοναδικό εργαλείο επιβίωσης του ανθρώπου. Η ανάπτυξη των πρώτων εγκεφαλικών κυττάρων, η πρώιμη γνωστική ανάπτυξη, η απόκτηση γλωσσικών ικανοτήτων, η επίδραση των ορμονών στην εφηβική συμπεριφορά, η λήψη αποφάσεων κατά την ενήλικη ζωή και ο σταδιακός θάνατος των εγκεφαλικών κυττάρων κατά τα γηρατειά είναι μόνο μερικά από τα θέματα τα οποία παρουσιάζονται σε αυτό το ντοκιμαντέρ. Εάν και η παραγωγή είναι άνω των 10 ετών, το σύνολο των πληροφοριών που παρουσιάζονται σε αυτή παραμένουν έγκυρες έως και σήμερα.

Εισαγωγική Φωτογραφία

]]>

22 Δεκ 2012

Πως οργανώνει ο εγκέφαλος τις πληροφορίες;

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Berkeley προσπάθησαν να απαντήσουν σε ένα πολύ ενδιαφέρον ερώτημα που απασχολεί την επιστημονική κοινότητα των νευροεπιστημών: πως οργανώνει ο εγκέφαλος τις πληροφορίες που λαμβάνει από το περιβάλλον; Υπάρχει κάποια λογική στην αναπαράσταση νοητικά όμοιων πληροφοριών;

Ο τρόπος με τον οποίο αποφάσισαν να προσεγγίσουν το ερώτημα είναι με την αξιοποίηση της τελευταίας τεχνολογίας λειτουργικής απεικόνισης της λειτουργίας του εγκεφάλου: τον λειτουργικό μαγνητικό τομογράφο (fMRI). Δημιούργησαν ένα βίντεο το οποίο περιείχε εικόνες και λέξεις από διάφορα αντικείμενα όπως κτήρια, φυτά, ανθρώπους, μηχανές και φυσικά στοιχεία, το οποίο παρακολούθησαν πέντε συμμετέχοντες ενώ ο μαγνητικός τομογράφος κατέγραφε την εγκεφαλική τους δραστηριότητα. Στη συνέχεια προχώρησαν στην ανάλυση της εγκεφαλικής δραστηριότητας και κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν εγκεφαλικό χάρτη, ο οποίος αναπαριστά το μέρος του εγκεφάλου το οποίο είναι υπεύθυνο για την αντίληψη κάθε πληροφορίας του βίντεο.

Αυτό το οποίο διαπίστωσε η επιστημονική ομάδα είναι ότι οι νοητικά όμοιες πληροφορίες αναπαρίστανται σε γειτονικές εγκεφαλικές περιοχές. Αν και η απάντηση ενδεχομένως μοιάζει δεδομένη για κάποιους, είναι η πρώτη φορά που μια έρευνα καταφέρνει να δημιουργήσει έναν τόσο λεπτομερή χάρτη νοητικών αναπαραστάσεων στον ανθρώπινο εγκέφαλο και ενδεχομένως ανοίγει νέους δρόμους σε πολλούς τομείς των νευροεπιστημών, με ποιον σημαντικό αυτόν της αξιοποίησης των ευρημάτων για την διευκόλυνση επικοινωνίας ατόμων που αντιμετωπίζουν το Σύνδρομο Αποκλεισμού (Locked-in Syndrome) ή κάποια παρόμοια κωματώδη κατάσταση.

Στο βίντεο που συνοδεύει το άρθρο βλέπουμε ένα μέλος της ομάδας, το οποίο εξηγεί τον σχεδιασμό, την ανάπτυξη αλλά και τα τελικά ευρήματα της εν λόγω έρευνας. Όποιος ενδιαφέρεται μπορεί να δει τον λεπτομερή, τρισδιάστατο νοητικό χάρτη με τα αποτελέσματα της έρευνας στην ιστοσελίδας της ομάδας του Berkeley.

Εισαγωγική Φωτογραφία

  • Τα αποτελέσματα της έρευνας, Daily Mail
]]>

03 Αυγ 2012

Ας γνωρίσουμε την επιληψία

Η επιληψία είναι χρόνια νευρολογική ασθένεια που χαρακτηρίζεται από περιστασιακές, συνήθως έντονες διαταραχές στην λειτουργία του νευρικού ιστού σε κάποιο σημείο ή πολλαπλά σημεία του εγκεφάλου. Μια πολύ απλή εικόνα είναι να φανταστούμε την επιληψία σαν ένα βραχυκύκλωμα του εγκεφάλου, όπου αντί η πυροδότηση των νευρώνων να γίνεται κανονικά μέσα από συγκεκριμένες οδούς, γίνεται σχεδόν ανεξέλεγκτα και επεκτείνεται και σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου. Οι διαταραχές αυτές στον νευρικό ιστό ονομάζονται επιληπτικές κρίσεις και μπορούν να εμφανιστούν με ποικίλλα εξωτερικά συμπτώματα, συνήθως υπό τη μορφή μυϊκών σπασμών. Προτού αναφερθούμε στους διάφορους τύπους επιληψίας και τα συμπτώματά τους, είναι χρήσιμο να προχωρήσουμε σε μια σύντομη ανάλυση των πιο συνηθισμένων αιτιών τους.

Αιτιολογία

Για να λειτουργήσουν οι νευρώνες χρειάζονται δύο βασικά στοιχεία: οξυγόνο και γλυκόζη. Η έλλειψη των στοιχείων αυτών στον οργανισμό συντελεί στην μη φυσιολογική λειτουργία των νευρώνων και κατ’ επέκταση μπορούν να οδηγήσουν στην πυροδότηση επιληπτικών κρίσεων. Επίσης, η μείωση άλλων σημαντικών χημικών ουσιών, όπως είναι ο σίδηρος, το μαγνήσιο και οι βιταμίνες μπορούν να δημιουργήσουν ένα αρνητικό περιβάλλον που επιτρέπει την παρουσίαση επιληπτικών επεισοδίων.

Πέραν της έλλειψης χημικών ουσιών από τον εγκέφαλο, η επιληψία μπορεί να προκληθεί και από ασθένειες και άλλες παθολογικές καταστάσεις όπως είναι ο υψηλός πυρετός, η έλλειψη ύπνου, εγκεφαλίτιδα, μηνιγγίτιδα), όγκο στον εγκέφαλο ή κάποιο χτύπημα στο κεφάλι. Τέλος, ορισμένοι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν επιληψία σε άτομα με ιδιαίτερη ευαισθησία σε συγκεκριμένα περιβαλλοντικά ερεθίσματα, όπως είναι τα φώτα που αναβοσβήνουν.

Είδη επιληπτικής κρίσης

Υπάρχουν δύο βασικά είδη επιληπτικής κρίσης, τα οποία εξαρτώνται κυρίως από την εστία της επιληπτικής κρίσης (το σημείο εκκίνησης), την κατεύθυνση που θα πάρει η ηλεκτρική δραστηριότητα, αλλά και την ταχύτητα με την οποία διαδίδεται από τον έναν νευρώνα στον άλλο.

1. Γενικευμένη επιληπτική κρίση

Η ΓΕΚ επηρεάζει το σύνολο του εγκεφάλου και όλα τα επίπεδα της συνείδησης του ατόμου. Τα επεισόδια μπορεί να διαρκέσουν για λίγα δευτερόλεπτα έως κάποια λεπτά, ενώ μπορεί να είναι μη σπασμωδικά ή σπασμωδικά αντίστοιχα. Ένα παράδειγμα μη σπασμωδικού επεισοδίου είναι η έλλειψη συνειδητότητας για λίγα δευτερόλεπτα, ενώ ένα αντίστοιχο παράδειγμα σπασμωδικού επεισοδίου είναι η έντονη μυϊκή σύσπαση για ένα με δύο λεπτά.

2. Εστιακή Επιληπτική Κρίση

Οι ΕΕΚ ονομάζονται έτσι γιατί ξεκινούν από ένα συγκεκριμένο σημείο του εγκεφάλου, ενώ μπορούν να επηρεάσουν την συνειδητότητα του ατόμου ή όχι, ανάλογα με τις περιοχές που επηρεάζει η κρίση. Όταν δεν επηρεάζεται η συνειδητόητα του ατόμου μιλάμε για «απλές ΕΕΚ», ενώ σε αντίθετη περίπτωση για «σύνθετες ΕΕΚ». Η πιο συχνή πηγή ΕΕΚ είναι ο κροταφικός λοβός και συνοδεύεται από συμπτώματα όπως αντίληψη περίεργων οσμών (π.χ. το άτομο μυρίζει καμμένο λάστιχο») ή αίσθηση περίεργων γεύσεων, κραμπών και δυσφορίας στην κοιλιακή χώρα. Βαθύτερα στον κροταφικό λοβό βρίσκονται κάποιες πολύ ευαίσθητες και σημαντικές εγκεφαλικές δομές, η αμυγδάλα και ο ιππόκαμπος, οι οποίες σχετίζονται με τα συναισθήματα και την μνήμη. Εάν η ΕΕΚ ξεκινήσει από αυτές τις περιοχές κατά τη διάρκεια της κρίσης το άτομο μπορεί να αναφέρει ανάκληση παλαιών αναμνήσεων ή αισθημάτων από περασμένα γεγονότα.

Θεραπεία

Η κύρια θεραπεία της επιληψίας είναι η λήψη αντιεπιληπτικών φαρμάκων, χάρη στα οποία το άτομο μπορεί να παρεμποδίσει ή να ελέγξει την εμφάνιση των κρίσεων. Σε καμία περίπτωση όμως δεν θα μπορέσει να απαλλαγεί 100% από μια πιθανή επανεμφάνισή τους. Λόγω των διάφορων χαρακτηριστικών που μπορεί να έχει μια επιληπτική κρίση, υπάρχουν και διαφορετικά σκευάσματα που βοηθούν στον έλεγχό της.

Στις πιο σοβαρές περιπτώσεις όπου η λήψη αντιεπιληπτικών φαρμάκων δεν φέρει σοβαρά αποτελέσματα, συστήνεται η χειρουργική επέμβαση. Κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης μπορεί να αφαιρεθεί είτε κάποια κύστη ή όγκος που προκαλεί τις κρίσεις, είτε η περιοχή του εγκεφάλου η οποία έχει βρεθεί πως είναι στο εστιακό κέντρο τους. Επίσης, μπορεί να προταθεί η τομή του μεσολοβίου, η οποία αναφέρεται στην καταστροφή του εγκεφαλικού μεσολοβίου το οποίο μεταφέρει τις νευρικές ώσεις από το ένα ημισφαίριο στο άλλο.

Σε κάποιες εξαιρετικά σπάνιες περιπτώσεις γίνεται η λεγόμενη ημισφαιρεκτομή, όπου αφαιρείται ένα ολόκληρο εγκεφαλικό ημισφαίριο το οποίο ευθύνεται για την δημιουργία των κρίσεων. Σε αυτές τις περιπτώσεις μετά την εγχείριση το άτομο παρουσιάζει κινητικές δυσκολίες στην πλευρά που είναι αντίθετη από το ημισφαίριο το οποίο αφαιρέθηκε, καθώς επίσης χάνει και την όραση του από το αντίθετο μάτι. Όπως γίνεται εύκολα κατανοητό, η ημισφαιρεκτομή γίνεται σε εξαιρετικά σοβαρές περιπτώσεις όπου το άτομο παρουσιάζει συνεχείς και βίαιες κρίσεις, με αποτέλεσμα να μην μπορεί να ζήσει μια όσο το δυνατόν περισσότερο φυσιολογική ζωή.

 Εισαγωγική Φωτογραφία ]]>