Epilepsia: Totul despre neuroni

Până de curând, majoritatea neurologilor credeau că ne-am născut cu toți neuronii pe care urma să-i avem vreodată. În copilărie, am putea produce câțiva neuroni noi pentru a ajuta la construirea căilor – numite circuite neuronale – care acționează ca autostrăzi de informare între diferite zone ale creierului.

Epilepsia: Totul despre neuroni. Oamenii de știință credeau că, odată ce un circuit neuronal a fost pus la punct, adăugarea oricăror neuroni noi ar perturba fluxul de informații și ar dezactiva sistemul de comunicare al creierului.

• În 1962, omul de știință Joseph Altman a contestat această credință când a văzut dovezi ale neurogenezei (nașterea neuronilor) într-o regiune a creierului de șobolan adult numită hipocamp. Mai târziu, el a raportat că neuronii nou-născuți au migrat din locul lor de naștere în hipocamp în alte părți ale creierului.
• În 1979, un alt om de știință, Michael Kaplan, a confirmat descoperirile lui Altman în creierul de șobolan, iar în 1983 a găsit celule precursoare neuronale în creierul anterior al unei maimuțe adulte.
• Aceste descoperiri despre neurogeneza în creierul adult au fost surprinzătoare pentru alți cercetători, care nu credeau că ar putea fi adevărate în cazul oamenilor.

Pentru unii oameni de știință, neurogeneza în creierul uman adult este încă o teorie nedovedită. Dar alții cred că dovezile oferă posibilități interesante despre rolul neuronilor generați de adulți – în învățare și memorie.

Arhitectura neuronilor:

Epilepsia: Totul despre neuroni.

Sistemul nervos central (care include creierul și măduva spinării) este alcătuit din două tipuri de celule de bază:

• neuroni
• celule gliale.

Celuelele gliale depășesc numărul neuronilor în unele părți ale creierului, dar neuronii sunt jucătorii-cheie în creier.

Neuronii sunt mesageri de informații. Folosesc impulsuri electrice și semnale chimice pentru a transmite informații între diferite zone ale creierului și între creier și restul sistemului nervos. Tot ceea ce gândim, simțim și facem ar fi imposibil fără munca neuronilor și a celulelor lor suport, celulele gliale, numite astrocite  și oligodendrocite.

Neuronii au trei părți de bază: un corp celular, axon și dendrite.

• În corpul celular se află un nucleu, care controlează activitățile celulei și conține materialul genetic al celulei.
• Axonul arată ca o coadă lungă și transmite mesaje din celulă.
• Dendritele arată ca ramurile unui copac și primesc mesaje pentru celulă. Neuronii comunică între ei trimițând substanțe chimice, numite neurotransmițători, printr-un spațiu mic, numit sinapsă, între axonii și dendritele neuronilor adiacenți.

Există trei clase de neuroni:

• Neuronii senzoriali transportă informații de la organele de simț (cum ar fi ochii și urechile) către creier.
• Neuronii motori controlează activitatea musculară voluntară, cum ar fi vorbirea, și transmit mesaje de la celulele nervoase din creier către mușchi.
• Toți ceilalți neuroni se numesc interneuroni.

Oamenii de știință cred că neuronii sunt cel mai divers tip de celulă din organism. În aceste trei clase de neuroni sunt sute de tipuri diferite, fiecare cu abilități specifice de transmitere a mesajelor.

Modul în care acești neuroni comunică între ei, prin realizarea de conexiuni, este ceea ce ne face pe fiecare dintre noi unic în modul în care gândim, simțim și acționăm.

• Măsura în care noi neuroni sunt generați în creier este un subiect controversat în rândul oamenilor de știință.
• Deși majoritatea neuronilor sunt deja prezenți în creierul nostru în momentul în care ne naștem, există dovezi care susțin că neurogeneza (cuvântul științific pentru nașterea neuronilor) este un proces pe tot parcursul vieții.

Nașterea neuronilor:

Epilepsia: Totul despre neuroni. Neuronii se nasc în zone ale creierului, care sunt bogate în concentrații de celule precursoare neuronale (numite și celule stem neuronale). Aceste celule au potențialul de a genera majoritatea tipurilor de neuroni și a celulelor gliale găsite în creier.

Oamenii de știință au observat modul în care celulele precursoare neuronale se comportă în laborator. Deși s-ar putea să nu fie exact modul în care aceste celule se comportă atunci când se află în creier, oferă informații despre modul în care s-ar putea comporta atunci când se află în mediul creierului.

• Când o celulă stem se divide pentru a produce o altă celulă stem, se spune că se auto-reînnoiește. Această nouă celulă are potențialul de a produce mai multe celule stem.
• Când o celulă stem se divide pentru a produce o celulă progenitoare timpurie, se spune că se diferențiază. Diferențierea înseamnă că noua celulă este mai specializată în formă și funcție. O celulă progenitoare timpurie nu are potențialul unei celule stem de a produce multe tipuri diferite de celule. Poate face doar celule din descendența sa particulară.

Odată ce se naște un neuron, acesta trebuie să călătorească în locul din creier unde își va face treaba.

Migrarea neuronilor:

Cum știe un neuron unde să meargă? Ce îl ajută să ajungă acolo?

Oamenii de știință au văzut că neuronii folosesc cel puțin două metode diferite pentru a călători:

• Unii neuroni migrează urmând fibrele lungi ale celulelor numite celule gliale radiale. Aceste fibre se extind de la straturile interioare la straturile exterioare ale creierului. Neuronii alunecă de-a lungul fibrelor până ajung la destinație.
• Neuronii călătoresc, de asemenea, folosind semnale chimice. Oamenii de știință au găsit molecule speciale pe suprafața neuronilor – molecule de adeziune – care se leagă de molecule similare de pe celulele gliale din apropiere sau de pe axonii nervoși. Aceste semnale chimice ghidează neuronul către locația sa finală.

Nu toți neuronii au succes în călătoria lor. Oamenii de știință cred că doar o treime ajung la destinație. Unele celule mor în timpul procesului de dezvoltare neuronală.

• Unii neuroni supraviețuiesc călătoriei, dar ajung acolo unde nu ar trebui să fie.
• Mutațiile genelor, care controlează migrația, creează zone de neuroni deplasați sau formați în mod ciudat, care pot provoca tulburări precum epilepsia copilăriei.
• Unii cercetători bănuiesc că schizofrenia și dislexia sunt parțial rezultatul unor neuroni greșiți.

Diferențierea neuronilor:

Odată ce un neuron ajunge la destinație, trebuie să se stabilească pentru a funcționa. Acest pas final de diferențiere este partea cel mai puțin înțeleasă a neurogenezei.

• Neuronii sunt responsabili pentru transportul și absorbția neurotransmițătorilor – substanțe chimice care transmit informații între celulele creierului.
• În funcție de locația sa, un neuron poate îndeplini funcția de neuron senzorial, neuron motor sau interneuron, trimițând și primind neurotransmițători specifici.

În creierul adult, circuitele neuronale sunt deja dezvoltate și neuronii trebuie să găsească o modalitate de a se potrivi. Pe măsură ce un nou neuron se instalează, începe să arate ca celulele din jur. Dezvoltă un axon și dendrite și începe să comunice cu vecinii săi.

Moartea neuronilor:

Epilepsia: Totul despre neuroni. Deși neuronii sunt cele mai longevive celule vii din organism, un număr mare dintre ei mor în timpul migrării și diferențierii.

Viața unor neuroni poate lua întorsături anormale. Unele boli ale creierului sunt rezultatul morților nenaturale a neuronilor.

• În boala Parkinson, neuronii, care produc neurotransmițătorul dopamină, mor în ganglionii bazali, o zonă a creierului care controlează mișcările corpului. Acest lucru provoacă dificultăți la inițierea mișcării.
• În boala Huntington, o mutație genetică determină supraproducția unui neurotransmițător numit glutamat, care ucide neuronii din ganglionii bazali. Drept urmare, oamenii se răsucesc și se zvârcesc necontrolat.
• În boala Alzheimer, proteine neobișnuite se acumulează în și în jurul neuronilor din neocortex și hipocamp, părți ale creierului care controlează memoria. Când acești neuroni mor, oamenii își pierd capacitatea de a-și aminti și capacitatea de a face sarcinile de zi cu zi. Leziunile fizice ale creierului și ale altor părți ale sistemului nervos central pot ucide sau dezactiva neuronii.
• Loviturile la nivelul creierului sau leziunile cauzate de un accident vascular cerebral pot ucide neuronii sau îi pot lipsi încet de oxigen și nutrienții de care au nevoie pentru a supraviețui.
• Leziunile măduvei spinării pot perturba comunicarea dintre creier și mușchi atunci când neuronii își pierd conexiunea cu axonii aflați sub locul leziunii. Acești neuroni pot încă trăi, dar își pierd capacitatea de a comunica.

Speranța datorită cercetării:

Oamenii de știință speră că, înțelegând mai multe despre viața și moartea neuronilor, pot dezvolta noi tratamente și, eventual, chiar remedii pentru bolile și tulburările creierului, care afectează viața a milioane de oameni.

Cele mai actuale cercetări sugerează că celulele stem neuronale pot genera multe, dacă nu toate tipurile de neuroni găsite în creier și în sistemul nervos. A învăța cum să manipulezi aceste celule stem în laborator în anumite tipuri de neuroni ar putea produce o nouă sursă de celule cerebrale pentru a le înlocui pe cele care au murit sau au fost deteriorate.

De asemenea, ar putea fi create terapii pentru a profita de factorii de creștere și de alte mecanisme de semnalizare din interiorul creierului, care spun celulelor precursoare să producă noi neuroni. Acest lucru ar face posibilă repararea, remodelarea și reînnoirea creierului din interior.

Foto: pixabay.com